一种基于效用值的对等网络流媒体系统数据调度算法
专利汇可以提供一种基于效用值的对等网络流媒体系统数据调度算法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基于效用值的 对等网络 流媒体系统数据调度 算法 ，其特征在于，首先设计一个综合考虑视频播放 质量 和网络吞吐量的效用值计算方法，然后以最大化一个 节点 所有 请求 的视频 片段 效用值为目标，得到最大化的视频片段效用值，最后利用最大化的视频片段效用值，采用数据调度贪心算法，以一个节点缓存窗口内所有请求的视频片段效用值最大化为目标，基于发送节点可用带宽，对视频片段进行调度规划，即完成对等网络流媒体播放系统中的数据调度；该算法以近似达到最大化视频播放质量和最大化网络吞吐量两个优化目标，有效的提高对等网络流媒体播放系统中的视频播放质量和网络吞吐量，提高系统服务质量和降低 服务器 带宽开销。，下面是一种基于效用值的对等网络流媒体系统数据调度算法专利的具体信息内容。
1.一种基于效用值的对等网络流媒体系统数据调度算法，其特征在于，首先设计一个综合考虑视频播放质量和网络吞吐量的效用值计算方法，然后以最大化一个节点所有请求的视频片段效用值为目标，得到最大化的视频片段效用值，最后利用最大化的视频片段效用值，采用数据调度贪心算法，以一个节点缓存窗口内所有请求的视频片段效用值最大化为目标，基于发送节点可用带宽，对视频片段进行调度规划，即完成对等网络流媒体播放系统中的数据调度。
2.根据权利要求1所述的一种基于效用值的对等网络流媒体系统数据调度算法，其特征在于，所述的效用值计算方法，是综合考虑视频片段的紧急性、稀有性和视频质量，根据一个视频片段节点的邻居节点缓存所请求视频片段的数量及内容的不同，对视频片段的三个属性进行加权求和，令视频片段j的效用值定义为：
公式(1)中，rq、re和rr分别表示视频片段的视频质量、紧急性和稀有性的系数，且rq+re+rr＝1。
3.根据权利要求2所述的一种基于效用值的对等网络流媒体系统数据调度算法，其特征在于，所述的紧急性，是衡量所请求视频片段距离播放截止时间的远近，计算方式为：
上述公式(2)中，j为每段视频的序号；δ表示缓存窗口的大小，即每个调度周期一个接收节点请求缺失的δ秒长度的视频片段；tcurr是当前播放时间；dj是视频片段j的播放截止时间，其计算方式公式为：
上述公式(3)中，vf是视频的帧速率，NGOP为每段视频的帧数；
所述的稀有性，表示一个接收节点所请求的片段被邻居节点拥有的多寡，一个接收节点请求的视频片段可能被多个邻居节点同时拥有，也可能只被一个邻居节点拥有，甚至可能没有被任何邻居节点拥有；一个接收节点请求的视频片段被越少的邻居节点拥有，该视频片段的稀有性越高。稀有性与拥有所请求视频片段邻居节点的数量成负相关；设置为拥有该视频片段邻居节点数量的负相关函数，稀有性的计算公式为：
上述公式(4)中,M表示一个接收节点拥有的邻居节点总数， 表示拥有片段j的邻居节点数， 的计算公式为：
上述公式(5)中，i表示邻居节点编号，j为每个视频片段的编号，Q为节点i和其邻居节点构成的用户集合，ai,j表示邻居节点是否拥有视频片段j，ai,j＝1表示邻居节点i拥有视频片段j，ai,j＝0则相反；
所述的视频质量，视频质量的属性是基于PSNR值衡量视频片段的图片质量，该属性定义为所请求视频片段的所有视频帧的峰值信噪比(PSNR)的平均值，每个视频片段都是由特定数目的视频帧组成，不同的视频帧具有的PSNR值不同，在进行流媒体数据调度时，优先请求PSNR值较高的片段能给用户带来更好的观看体验，视频片段j的视频质量定义为：
上述公式(6)中，PSNRj表示视频片段j的视频质量，PSNRmin表示缓存窗口中所有视频片段的峰值信噪比的最小值，PSNRmax表示缓存窗口中所有视频片段的峰值信噪比的最大值。
4.根据权利要求2所述的一种基于效用值的对等网络流媒体系统数据调度算法，其特征在于，所述的视频片段的视频质量、紧急性和稀有性的系数，还根据拥有一个接收节点请求视频片段的邻居节点数目不同，效用值计算方法中各属性的系数会发生变化，对应的计算公式也不相同，若没有邻居节点拥有该片段j，视频质量、紧急性以及稀有性的系数rq、re和rr均为零，则视频片段j的效用值wj＝0；若拥有该片段j的邻居节点数大于0且不大于3，视频质量、紧急性以及稀有性的系数rq、re和rr分别为0.1、(0.9-rr)和rr，则视频片段j的效用值 若拥有该片段j的邻居节点数大于3，视频质
量、紧急性以及稀有性的系数rq、re和rr分别为0.4、0.5、0.1，则视频片段j的效用值
5.根据权利要求1所述的一种基于效用值的对等网络流媒体系统数据调度算法，其特征在于，所述的最大化的视频片段效用值，是根据视频片段效用值计算方法和流媒体播放系统中需考虑的约束条件，视频片段效用值的最大化被抽象为一个数学模型，该数学模型通过最大化每个发送周期内接收流媒体视频片段的效用值，以获得较好的播放质量和网络吞吐量。
6.根据权利要求5所述的一种基于效用值的对等网络流媒体系统数据调度算法，其特征在于，所述的数学模型，由视频片段的效用值和四个约束条件综合构成，数学模型的表达式为：Maximize: 所述的四个约束条件为：
约束条件1： 保证发送每个片段的发送节点不超过1个；
约束条件2： 确保发送节点在每个发送周期内不过载，其中sj是视
频片段j的长度，τ是发送周期，bi是发送节点的上行带宽；
约束条件3： 限定每个发送节点只能发送自己拥有的片段；
约束条件4： 用来限定该问题的解是离散的。
7.根据权利要求1所述的一种基于效用值的对等网络流媒体系统数据调度算法，其特征在于，所述的数据调度贪心算法，包括如下步骤：
1)计算缓存窗口内每个视频片段的效用值wj；
2)按照效用值wj降序排列视频片段，得到有序视频片段列表order_list_video；
3)对有序视频片段列表order_list_video的每个视频片段j，执行第四步到第九步；
4)对视频片段j的每个邻居节点i，计算其传输已有视频片段所需时间tsendi；
5)按照tsendi值对邻居节点进行升序排列，得到有序邻居节点列表order_list_peer；
6)对order_list_peer中的每个邻居节点i执行步骤7)-步骤9)；
7)判断邻居节点i是否拥有视频片段j，若是拥有，执行步骤8)，否则执行步骤6)；
8)判断传输已有视频片段所需时间tsendi是否小于缓存窗口大小，同时判断传输已有视频片段所需时间tsendi与当前播放时间之和是否小于视频片段j的播放时间，若是，则执行步骤9)，否则执行步骤6)；
9)向邻居节点i发送视频片段j的请求，同时更新邻居节点i的发送队列Squeuei。
8.根据权利要求7所述的一种基于效用值的对等网络流媒体系统数据调度算法，其特征在于，步骤4)中，传输已有视频片段所需时间tsendi，定义为该节点的缓存窗口内发送队列传输已有视频片段所需时间，传输已有视频片段所需时间tsendi由邻居节点i发送队列中已有视频片段的长度总和Squeuei与视频片段j的长度Sj之和，比上邻居节点i的上行带宽bi计算得来，计算公式为：
上述公式(7)中，Squeuei表示邻居节点i发送队列中已有视频片段的长度总和，Sj为视频片段j的长度，bi为邻居节点i的上行带宽。
一种基于效用值的对等网络流媒体系统数据调度算法
技术领域
背景技术
发明内容
0.4·pqjuality+0.5·pejmergency+0.1·prjarity。
具体实施方式
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