[發明專利]一種流媒體信道資源分配方法

有效

• 申請號: 201611093136.7
• 申請日: 2016-12-01
• 公開（公告）號: CN108134658B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 魏蔚;劉揚;楊衛東;張聞強;張玉宏;王貴財;趙晨陽
• 申請（專利權）人: 河南工業大學
• 主分類號: H04L5/00
• 分類號: H04L5/00;H04L12/24;H04L12/911;H04L12/927
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 崔旭東

1.一種流媒體信道資源分配方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)給定多個流媒體信道對于數據中心的資源需求，建立資源限制下的以服務質量和代價的加權和為目標的目標函數，目標函數的解為流媒體信道分配給數據中心的情況，其中服務質量目標表示為數據中心跨地域分發流媒體信道流量的函數，代價目標表示為綜合考慮數據中心帶寬資源、計算資源和存儲資源的函數；

2)將建立的目標函數轉化為納什均衡問題的目標函數，即步驟1)中建立的目標函數轉化為博弈者的效用積的形式，流媒體信道對應納什均衡中的物品，數據中心對應納什均衡中的博弈者，所述目標函數的解對應為物品分配給博弈者的情況；

步驟1)目標函數為：

限制條件為：

其中I表示流媒體信道數量，J表示所有云數據中心的數量，B_j表示第j個數據中心的帶寬限制，C_j表示第j個數據中心的處理能力限制，S_j表示第j個數據中心的存儲容量限制，N_i是第i個信道的拷貝數，是第j個數據中心的帶寬資源的代價函數，是第j個數據中心的計算資源的代價函數，是第j個數據中心的存儲資源的代價函數，是第i個流媒體信道的帶寬資源的需求量，是第i個流媒體信道的計算資源的需求量，是第i個流媒體信道的存儲資源的需求量，表示調度結果，其值為1表示數據中心j參與分發第i個流媒體信道流量，為0則表示數據中心j不參與分發第i個流媒體信道流量，表示流媒體信道和區域的關系，其值為1表示第i個流媒體信道的請求由數據中心j提供服務，其值為0則視為本地流量，即第i個流媒體信道的請求由本地數據中心提供服務，cost_max表示所有組合中所能產生的代價上限，α表示加權值，問題的解表示第i個流媒體信道是否分配給第j個數據中心；

步驟2)中轉化為納什均衡問題的目標函數為：

其中，

限制條件為：

其中表示在納什均衡問題背景下，物品i對博弈者j的凈效用，表示調度結果，值為1表示第i個物品分配給博弈者j，值為0表示第i個物品不分配給博弈者j，I是物品的數量，J是博弈者的數量，B_j是第j個博弈者的帶寬限制，C_j是第j個博弈者的處理能力限制，S_j是第j個博弈者的存儲容量限制，是第i個物品的帶寬資源的需求量，是第i個物品的計算資源的需求量，是第i個物品的存儲資源的需求量，問題的解表示第i個物品是否分配給第j個博弈者；

所述轉化為納什均衡問題的目標函數通過天平模型求解，即博弈者和物品視為空間中的點，博弈者j和物品i之間包含距離信息所述距離信息為：

物品i在天平模型上產生的力矩可表示為：

當每個博弈者得到的所有物品的力矩和相等時，達到天平平衡點，對應為納什均衡點，得到納什均衡問題目標函數的最優解；

所述天平模型求解納什均衡問題的求解過程包括以下步驟：

對每個博弈者j，計算每個物品i到所述博弈者j的距離和力矩，按照每個物品i到所述博弈者j的距離升序依次列入候選物品列表list^j中，對所述列表list^j中編號為k的物品求其力矩按照列表list^j中順序計算物品的累計力矩：

以及計算每個物品i到所述博弈者j的力矩和所表示的累計力矩閾值：

將列表中每個物品的累計力矩和所述累計力矩閾值φ^j進行比較，找到剛好跨域累計力矩閾值的物品m，其累計閾值：

將列表中該物品m之前的物品分配給博弈者j，若物品i分配給超過兩個博弈者或未被分配，則把物品i分配給與物品i距離最近的博弈者。