Interaction-Aware视频无线移动网络社区内容交付

文摘

内容质量的需求的增加和移动用户的数量带来了新的挑战在无线移动网络多媒体流媒体服务。虚拟社区技术很有前景,通过分组的用户共同特征的资源查找的性能和系统的可伸缩性。在本文中,我们提出一个新颖的interaction-aware视频社区内容交付(IVCCD)在无线移动网络。IVCCD收集并分析用户构建用户之间的交互信息交互模型,进一步获取请求中的共同特征的视频内容和交付。IVCCD雇佣而基于分区的社区发现计划移动用户组的共同特征,并使用一个社区成员管理机制和资源共享方案,以达到低成本的社区维护和高搜索性能。广泛的测试表明IVCCD达到更好的性能结果相比与其他先进的解决方案。

1。介绍

通信能力的提高无线移动网络的无处不在的互联网接入支持移动用户通过智能设备(如智能手机和平板电脑)来获取多媒体服务需要高带宽(1- - - - - -7]。如图1所示,移动用户使用多个网络接口配置智能设备获取多媒体内容在异构无线移动网络。视频是一个受欢迎的应用程序,它促进了移动数据流量的快速增长在整个世界8]。提供视频内容的手机使用无线移动网络可以提高手机用户的经验(例如,移动视频可以丰富旅游的乘客在火车或者出租车)(9- - - - - -11]。多媒体流系统主要采用点对点(P2P)技术解决大规模部署的问题(12- - - - - -15]。特别是新兴的移动P2P (MP2P)技术提供可行的解决方案来支持移动视频系统的部署在无线移动网络(16- - - - - -18]。然而,观众的数量的增加导致了高成本的管理和调度资源,带来负面影响的可伸缩性和服务质量(QoS)的移动视频系统。

对所提资源共享和同行的性能管理确定多媒体流媒体系统的QoS和可伸缩性,所以许多解决方案关注的设计资源共享和覆盖网络维护。例如,COME-P2P (19)移动节点分组到一个和弦结构获得高性能的资源搜索和交付通过使用路由信息的覆盖网络。然而,动态对等的状态会导致频繁的和弦结构的重建,这增加了系统的维护成本。随着越来越多的同行,巨大的维护成本成为系统的瓶颈可伸缩性。Bethanabhotla等人提出了一种视频资源调度方案在无线网络20.),支持供应商和自适应调节的动态选择数据传输速率根据请求者的视频质量要求。然而,自适应供应商选择导致高启动延迟由于资源的动态分配。除了大量的网络带宽要求高质量的视频,资源冗余,脆弱的逻辑连接,和频繁的覆盖网络资源查找失败也消耗大量的带宽。高效的视频内容交付解决方案应该最优分布和快速查找在覆盖网络视频资源来支持绿色通信移动流媒体视频服务。

虚拟社区技术的用户组具有类似特征和定义的用户行为,例如搜索和分享资源。社区的自治管理资源可以使维护成本之间的平衡和搜索性能资源来提高系统的可伸缩性。例如,SocialTube捕捉源节点之间的共同利益和用户观看视频的数量和组具有相同兴趣的用户到树社区(21]。然而,SocialTube只用相似要求的数量和存储内容来评估用户的亲密关系,所以用户之间脆弱的链接会导致频繁的社区结构的重建。保存在22使用两个用户在观看视频内容的共同特征和时间来定义社区成员之间的关系。虽然类似的内容意味着请求的概率相同的内容在未来,共同利益的用户仍然需要使用相互通信来实现资源共享的多媒体流媒体系统。因此,一个有效的解决方案,利用用户之间的交互行为加强社区成员之间的关系和提高搜索性能和系统应考虑可伸缩性视频共享的无线移动网络。

在本文中,我们提出小说interaction-aware视频社区内容交付(IVCCD)在无线移动网络。移动用户之间的交互行为的调查,IVCCD构建小说交互模型找到移动用户之间的共同特征。IVCCD雇佣而基于分区的社区发现方案组移动用户提供类似的交互行为的迭代细化prepartitioned结果根据移动用户的服务能力和亲密接触。为了提高视频资源共享性能,IVCCD制定社区成员管理机制和资源共享方案,定义成员角色实现自治社区维护、优化资源分配和平衡搜索性能和社区维护成本。基于两种流动模型仿真结果:随机和高斯-马尔可夫移动模型展示IVCCD达到更好的性能结果相比与其他先进的解决方案。

2。相关工作

所提多媒体流媒体系统利用现有的资源搜索和优化调度近年来提高视频共享性能。QHWC利用缓存的视频内容基于车辆disconnectivity和流动性优化资源配置。QHWC提出了两个指标,LUR查收我们,以确保高QoS互联网VANETs [23]。周等人分析两类延迟控制信息分布:有限的均值和方差的类和一个通用类,不使用任何参数表示为了了解DCI无线视频传输性能的影响(24]。设计分布式video-scheduling方案实现了理论分析。COME-P2P (19]节点分组到DHT结构快速资源搜索来获得收益。COME-P2P进一步利用路由信息和多播路径细化手指表和跨层路由表的技术,以使光滑的视频回放。然而,COME-P2P依赖于大量的消息交换支持更新的节点状态和DHT重建包括节点的加入和离开。随着节点数的增加,消息开销为系统可伸缩性和废物质量带来负面影响网络带宽。此外,动态路由和往返时间(RTT)能够准确地描述节点移动性,因此,很难实现视频资源在地理距离附近的交付。路由和RTT的变化导致手指频繁更新表,进而增加DHT结构的维护成本。Bethanabhotla等人利用李雅普诺夫漂移+处罚方法解决制定网络效用最大化问题,达到自适应的供应商选择和传输速率用户和助手之间的用户对视频质量的需求(20.]。然而,资源交付能力的节点与网络拓扑的变化是动态的无线网络。这导致频繁切换的用户和助手之间的联系,从而增加用户启动延迟和影响回放平滑。小米黄酒(25)分配移动云中的服务器根据过去的时隙资源请求和信息利用“先来先得”的规则安排多媒体流,为了公正的服务器之间的空余时间的利用。然而,小米黄酒忽略了动态用户对多媒体内容的需求,所以,很难实现公正的调度服务器资源。

最近,许多研究人员专注于虚拟社区的设计资源共享的解决方案。例如,保存在22]研究了视频内容和组间的用户转换行为的节点请求相同的内容到社区。保存构建社区根据视频内容之间的联系联系以获得高收益的视频搜索的性能。然而,看类似的视频内容的节点在同一时期形成的社区,从而导致较低的健壮性和可扩展性的社区结构。Doulkeridis等人利用分层和分区聚类方法对节点进行分组。能力强的普通节点和超级节点存储相同的资源形成一个社区(26]。超级节点利用存储资源索引列表加快资源查找过程。然而,拟议的社区发现方法依赖于存储相同的资源,从而导致脆弱的社区成员之间的关系。静态群落结构难以适应动态用户需求;即存储的资源节点的变化会导致频繁的重建的社区结构,减少资源共享的性能和系统的可伸缩性。理智的在27)将不同用户的兴趣特征映射到的利益空间,每个用户的特征对应于一个兴趣向量空间。两个向量的余弦值被认为是社会关系的亲密程度。然而,评估方法基于共同利益导致脆弱的和多变的用户关系,所以群落结构也受到频繁的重建。AMCV (28)集群的节点存储相同的视频块到社区和构建(静态和动态连接)两种类型的连接桥社区根据用户对视频内容的共同利益,支持快速查找资源。然而,尽管静态和动态连接能够适应用户兴趣的变化,帮助用户快速获取所需资源,社区的数量的增加导致过载的社区代理节点,减少了系统的可伸缩性。

上面的以社区为基础的解决方案有一些缺陷,如脆弱的成员关系,低可伸缩性和高维护成本的社区。为了解决上述问题,一个有效的解决方案应该准确地估计用户的关系和建立灵活和可伸缩的群落结构以支持快速查找和高效的交付。我们研究移动用户之间的交互行为发现视频内容的共同利益和获得抓取内容的偏好,可以准确地评估用户的亲密关系,确保稳定的群落结构和高效的共享。

3所示。IVCCD概述

图2说明了IVCCD架构包括的设计互动意识,社区建设,和内容交付。移动节点加入多媒体流媒体系统通过将请求消息发送到服务器或覆盖网络。存储的服务器或节点请求的视频资源覆盖网络返回一个响应消息和视频数据传输到请求节点。请求节点优先搜索和获取视频内容供应商的覆盖网络为了减少服务器负载。如果没有请求的资源覆盖网络,服务器提供了最初的视频内容请求节点。请求者和供应商之间建立连接视为节点之间的交互行为。通过节点交互行为的收集和分析,系统可以知道每个节点的互动范围和frequentness发现与密切接触的节点集。根据收集和分析的结果,IVCCD使用图来建立联系交互模型它定义了一些重要的参数中使用吗社区发现算法如服务能力的节点和节点之间的亲密关系。的社区发现算法使用分区方法获得初始节点集的节点度和合并和改进这些初始集根据节点之间的亲密,这些精制集视为节点的社区。的成员角色管理定义了社区成员的角色和任务,制定维护计划成员。的分发和共享社区资源要求成员合作商店视频资源和制定intracommunity和共同性资源搜索算法。

4所示。IVCCD详细设计

视频内容的利益驱动节点搜索P2P网络的资源。因为供应商正在看或者存储请求的视频,他们可以提供相应的视频服务请求者;也就是说,供应商也感兴趣的视频内容。事实上,请求者和供应商共同利益目前视频内容和请求者和供应商之间的请求-响应过程被认为是一个交互。传统方法依赖于分析发现共同利益观看视频内容的历史记录,在确保共同关心的精度估计困难。interest-driven互动不仅描述了相似的准确的结果对视频内容的需求,但也表示联系的密切关系。例如,如果两个节点地理位置,密切相似的需求,和良好的沟通质量,他们总是保持频繁的互动。节点接收的视频数据从供应商和记录供应商的信息。当节点退出系统时,他们把包含供应商信息收集和交付的信息(例如,传输延迟和丢包率(PLR))服务器。服务器使用了两个元组表示节点之间的交互。一个交互集存储在服务器端。

4.1。互动的意识

服务器使用一个直接联系图模型节点交互行为。是一组顶点,顶点吗表示一个节点在系统中。任何优势在边缘表示之间的交互和。两个节点的边等和是邻居关系。任何节点系统中可能反复从供应商获取视频;即有不同节点之间的亲密接触。我们定义边缘的重量值表示节点之间的亲密接触的互动时间。时间表示的交互视频数据的传输时间从供应商请求者。节点之间的连接是脆弱由于利率变化;即当节点切换到另一个视频播放内容,沟通双方的数据传输中断。长时间交互意味着节点相同的视频有浓厚的兴趣。之间的交互作用时间的估计值和被定义为 在哪里是一个互动的时间和相互作用的数量吗和。也意味着供应商选择的偏好的请求者除了亲密接触。例如,移动用户优先获取视频内容从其他同事在工作场所。每个节点的程度入度和出度的总数是由于导演的边缘,代表的互动范围节点。节点度越高,资源共享的能力越强。

请求者总是想要建立连接与高质量的供应商交付能力,确保用户的观看质量。我们定义每个节点的服务能力方面的交付质量传输延迟和PLR的内容的调查。让和表示平均延迟和平均PLR的过程中数据传输来,分别。的服务能力被定义为 在哪里数据传输的节点数量,接收来自哪里。严重的高传输延迟抖动打破了回放平滑度和高PLR引起强烈扭曲的视频屏幕,减少用户的观看质量。此外,看着质量也较低导致脆弱的节点之间的连接;即请求者打破当前的连接和研究新的供应商。服务能力强的节点可以吸引更多的请求者获取内容,为了更好的观看质量;也就是说,他们有很强的能力的资源共享。

4.2。社区建设

健壮和可伸缩的社区不仅需要成员之间密切的关系,但也需要不同的边界表达共同性节点的差异。我们雇佣了一个分区的方法构造节点的社区,包括两个步骤:首先,从最初的子图根据节点度;其次,这些子图结合或分区构造新的子图。迭代的组合和分区,精致的子图是节点的社区。虽然有交互的节点的概率没有边,它们之间的互动频率小于节点的边。因此,图而基于分区的群落结构可以获得准确的聚类结果。

首先,该节点最大价值的学位吗被选中为中心节点的子图吗。你的邻居节点(有边缘的节点)提取并成为成员。以类似的方式,我们继续提取一个新的子图从组的区别。上面的迭代的收敛条件是所有物品划分为若干个子图。更大程度上的节点具有较高的传播能力,所以最初的子图有更好的资源共享性能。然而,分区结果局限于最初的子图中心的选择。例如,noncenter成员的程度可能比中心节点在。因此,分区结果需要改进;即;最初的子图是进一步分割或合并。

因为彼此相邻的子图,结合主要是在相邻的子图搜索可包含的节点。例如,一个成员在发现一个邻居节点在。如果重量值的大于的边缘之间的和,退出的并成为新成员。当和有两条边和和和也有两条边和,我们比较的和与和决定组合。如果,叶子和连接。否则,如果,呆在。子图的组合,如果所有成员在某些子图合并到其他子图,也就是说,这些子图只包括中心节点,中心节点标记为普通节点,等待其他子图的组合。然而,无限的组合也会导致不准确的结果。例如,在成员在合并,继续在其他子图搜索新节点。如果这种组合过程的继续,最长的路径和成员规模继续增加,分区结果成为局部最优。

为了确保分区结果的准确性,实现全局最优,我们定义合并节点合并搜索节点的规则决定的比较之前和之后的子图合并节点。例如,让和是边缘的初始总重量值和节点的能力分别在哪里和的功能是计算边缘的总重量值和节点的能力。任何成员在想要合并的一员在其他子图。如果和,成功合并成,在那里是新的组合和后子图吗和返回图的边数和节点,分别。否则,不成为新成员和被标记为节点无法合并。在接下来的过程搜索节点,忽略了。和表示边缘体重的平均值和节点的能力,分别。定义的规则表明,新成员不能导致减少亲密接触和服务能力为当前子图,这保证了成员之间的紧密关系,提供优质服务。的收敛条件组合和分区所有节点的子图的过程被分组为子图的子图和节点停止在其他子图搜索新节点。组合和分区的过程后,现有的子图是节点的社区。社区发现的伪代码流程的详细算法1。

4.3。内容交付

社区管理主要包括成员的角色分配和缓存控制,减少了维护成本的成员和社区资源的优化分配。我们为社区成员定义三个角色:普通会员,代理会员,和桥接成员。

(1)普通成员负责提供所请求的内容交付请求者和缓存的替换内容的代理会员的要求。当移动节点加入系统,成为新社区成员节点维护一个与任何成员至少在当前社区。如果普通成员退出当前的社区,他们发送消息的邻居在当前社区成员。

(2)在子图作为代理节点中心的社区成员和成员负责缓存资源的维护和传播资源请求消息。代理成员高度可以实现信息的快速和低成本的传播包括资源请求和会员国在社区,这减少了启动延迟和处理资源需求的变化实时的成员。代理成员接收请求消息时,消息传播到他们的邻居成员,需要这些邻居成员协助资源搜索。当代理成员退出社区,intracommunity成员节点程度高的成为新的代理成员。退出代理成员要求邻居节点的最大程度值保持他们的邻居节点的信息。

(3)节点位于边界的子图是作为桥接成员负责维护与邻居节点连接在其他社区和将请求消息转发到其他社区。因为桥接成员的联系与共同性成员,他们是适合成为社区之间的接口实现资源共享。当桥接成员离开当前的社区,他们把他们的邻居节点的邻居节点的信息在当前的社区。

当一个成员在任何一个社会想要下载的视频内容,它首先将请求消息发送到intracommunity邻居成员。如果intracommunity邻居的成员商店所请求的资源,他们返回响应消息选择最大价值的成员服务能力的供应商。否则,如果你的邻居的成员不提供所需的资源,请求代理成员协助搜索资源通过发送一个请求消息,其中包含所请求的资源的信息和成员咨询。代理请求消息传播到邻居成员和成员要求这些邻居成员继续传播请求消息时也不存储请求的资源。如果代理成员发现没有资源在当前的社会,它要求桥接成员协助搜索。桥接成员直接请求消息转发给代理在邻近的社区成员。如果邻近的社区不包括所请求的资源,直接请求服务器获取资源,因为查找资源在整个覆盖网络带来高的启动延迟。伪代码内容交付过程的详细算法2。

随着移动设备存储容量的增加,移动节点可以携带一个或多个视频资源。一个关键问题是如何利用移动节点的存储资源来支持高效资源共享。intracommunity资源查找可以减少查找延迟由于转发节点相对较少。IVCCD雇佣本地资源查找策略,以避免高查找延迟,这减少了查找的成功率。因此,我们使用一个dissemination-aware资源分配方法,动态地调节社会资源。后分为多个社区,服务器收集的信息传播资源的过程。例如,一个成员在任何一个社会从服务器请求一个视频,因为没有可用的资源在所有的社区。另一个请求连接和获取资源;即下面的成员在覆盖网络搜索和选择供应商。请求者和供应商形成一个树状结构的视频流方向;也就是说,树的根节点和吗接收器获取视频数据的子节点。节点服务器收集的信息在上面的传播过程和选择的节点与最大接收器传播定义为two-tuple中继节点,在那里表示视频的ID。我们组织这些中继节点的相似性观看视频。两个视频之间的相似性和被定义为 在哪里和是节点集的手表吗和分别为,返回之间的十字路口和。如果,在那里是所有视频,相似度的平均值和在内容上是相似的。因为每个视频都对应于一个中继节点,有一个类似的视频集之间的关系和中继节点集,当从服务器获取一个视频,一个成员服务器要求相应的中继节点集合中的节点缓冲区和传播所请求的视频,这有利于加快资源传播在多个中继节点的帮助。中继节点发送消息包含当前资源代理成员,需要代理成员在社区传播的资源信息。如果有成员,推动资源感兴趣,这些成员联系intracommunity中继节点来获取资源。虽然信息资源传播导致消息开销的增加,少量的带宽消耗减少了查找延迟。

5。测试和测试结果分析

5.1。测试拓扑和场景

我们比较的性能提出IVCCD所提视频分享最先进的解决方案AMCV [28]。视频文件的数量是20和100年代每个文件的长度。在NS-2 IVCCD和AMCV建模和实现无线移动网络的一些仿真参数表中列出1两种解决方案。

仿真之前,创造了6000个30视频文件,播放日志IVCCD分析这些日志组100个移动节点到社区和组织类似的视频内容,和100移动用户在AMCV随机请求20视频和加入到相应的社区20 IVCCD相同的视频。在仿真的过程中,我们产生100回放日志100年社区成员;即他们看不同的视频内容的回放日志关注的时间是10随机的。此外,我们也创造100个100个移动节点回放日志;即他们随机请求和播放视频内容(加入相应的社区)根据创建的播放日志,查看的时间也是随机的。100年移动节点加入系统后,泊松分布从0年代到450年代。IVCCD AMCV,所有社区成员只存储一个视频文件和移动节点删除本地资源和rebuffer播放新视频时新的资源。

另一方面,我们使用两种流动模型。(1)首先是随机移动模型(RMM)。最初,位置,速度和移动目标的移动节点是随机分配的。当移动节点到达指定的目标,他们一直r-assigned随机移动的目标后的运动状态和速度。(2)第二种是高斯-马尔可夫移动模型(GMM) [29日]。最初,移动节点的位置和移动的目标是随机分配的。移动节点经验加速的状态,稳定,和减速过程中的运动。当移动节点到达指定的目标位置,他们继续根据重新分配的目标。因为与高速运动的影响等内容交付延迟的性能和PLR,节点的移动速度范围设置m / s。默认的服务器和节点之间的距离设置为6跳为了确保公平的成本获取资源和区分成本为服务器和移动节点的访问。在AMCV,和分别设置为0.2和0.12。

5.2。绩效评估

IVCCD的性能比较与AMCV的启动延迟(ASD),平均丢包率(PLR),吞吐量,视频质量,分别和叠加的维护成本。

自闭症谱系障碍。让和的时间发送请求消息和接收第一视频数据的节点,分别。被认为是启动延迟。均值的启动延迟时间间隔期间所有节点表示ASD。

数据3和4显示ASD的性能两个方面解决方案AMCV和IVCCD两个流动模型:RMM和GMM的增加仿真时间,时间间隔将20多岁。如图3所示,AMCV ASD结果首先体验上升后下降年代年代。AMCV的曲线也快速增加年代从年代和快速减少年代年代。AMCV ASD结果的延迟范围介于1.2和2.75年代和达到峰值2.748年代。IVCCD曲线快速增加年代年代和相对缓慢的轻微波动年代年代。红色的曲线也迅速上升年代慢慢减少到大约1年代年代,轻微的波动。在图4,两条曲线对应的延迟结果AMCV和IVCCD经历兴衰的两个过程。蓝色曲线有下降后上升的波动年代年代,开始增加年代,和减少年代年代在达到峰值(2.571秒)年代。红色曲线首先经历与波动上升后下降年代年代和保持高水平的波动。IVCCD的结果也有上升后下降年代年代和达到峰值(2.718秒)年代。虽然IVCCD结果高于AMCV在初始仿真时间,比AMCV IVCCD曲线保持低水平。

数据5和6显示ASD的性能AMCV和IVCCD RMM GMM和越来越多的节点。如图5显示,AMCV蓝色曲线有两个流程的兴衰与越来越多的请求节点和AMCV结果的范围(1.55,2.50)。IVCCD的红色曲线也经历了两个变化波动和IVCCD兴衰过程的结果在范围内(1.25,2.20)。在图6,AMCV蓝色曲线显示了一个过程的兴衰和AMCV频繁波动的结果范围内(1.45,2.55)。IVCCD的结果保存在一个稳定的区间波动(1.3,2.2)。IVCCD的业绩都比AMCV低价值和低波动。

搜索和传输的延迟决定启动延迟的性能。社区的建设后,AMCV依靠社区之间的静态和动态连接请求消息转发的概率在动态连接请求资源的社区成员。预测结果精度较低导致不能建立动态连接,以便请求消息不能快速到达供应商。此外,AMCV不考虑资源交付节点之间的性能,所以不能保证数据传输的低延迟。另一方面,如果没有可用的覆盖网络供应商,请求节点需要与服务器连接获得最初的资源。因为默认的服务器和节点之间的距离设置为6跳,高数据传输延迟也带来负面影响的启动延迟。例如,AMCV ASD值达到2.29 s年代和IVCCD ASD值保持高水平年代年代。在IVCCD,请求节点只在当前和相邻社区搜索供应商,这减少了搜索延迟。IVCCD利用中继节点的缓冲和传播资源扩大覆盖范围的覆盖网络请求的资源,从而进一步减少资源的搜索延迟。此外,IVCCD调查社区成员的服务能力和请求的节点可以选择最优供应商提高交付的性能。因此,IVCCD AMCV的ASD结果比。

丢包率(PLR)。让和发送和接收数据包的数量,分别。比率的平均值和在一个时间间隔被定义为PLR。

数据7和8显示AMCV的PLR性能和IVCCD RMM和GMM随着模拟时间,时间间隔设置为50年代。如图7所示,曲线AMCV和IVCCD有相似的变化过程;即他们的经验与仿真时间的增加快速增加后,在哪里设置为50年代。尽管IVCCD曲线比AMCV保持较高水平年代年代,AMCV的结果有两个大的PLR的价值观和增量高于那些IVCCD AMCV的曲线和IVCCD达到峰值0.44和0.38年代,分别。在图8,结果AMCV IVCCD显示下降后上升的趋势在整个模拟时间。的曲线IVCCD高于AMCV年代年代,但它比AMCV降低增量和峰值年代年代。

数据9和10显示AMCV的PLR性能和IVCCD RMM和GMM的节点数量的增加。如图9所示,曲线AMCV IVCCD也有一个上升的趋势与请求节点的数量的增加,被定义为每20的时候请求节点开始搜索资源。AMCV结果之间[0.03,0.41]和达到峰值0.41当请求节点的数目是200。红色曲线对应IVCCD结果在0.04和0.37之间,比AMCV保持较低水平。IVCCD结果低于AMCV大约10%。在图10,AMCV曲线经历三个过程:缓慢上升和快速、稳定的增长。IVCCD结果缓慢增加,保持均匀上升。尽管IVCCD的曲线是高于AMCV在初始阶段,IVCCD结果低于AMCV以后期间的节点数量的增加。

最初,因为小数量的节点请求视频,相对足够的网络带宽可以支持高效的交付;即两种解决方案的PLR结果保持低水平。当请求节点数量的增加时,可用的网络带宽消耗快,PLR AMCV和IVCCD快速增加的结果由于网络拥塞。因为阻止资源搜索请求的节点= 450年代= 500年代和他们中的一些人已经完成了视频回放,拥堵水平和网络流量的快速下降导致两条曲线的快速下降。另一方面,AMCV只关注资源搜索效率和忽视内容交付的性能。节点在AMCV不能选择最佳的供应商,从而导致这一事实内容的交付过程受到严重的负面影响在无线移动网络。移动节点的高迁移率的快速改变通信双方之间的地理距离,介绍了交付的抖动性能和增加包丢失的概率。IVCCD调查之间的交互节点和节点的服务能力建设的社区。此外,中继节点可以帮助传播资源到多个社区,这提高了intracommunity交付的概率。因此,请求节点选择最优的供应商,确保高效的数据传输。

平均吞吐量。让和收到的数据包的数量和规模的覆盖在一定时期,分别。之间的比例和被定义为平均吞吐量,在哪里将20多岁。

数据11和12显示的平均吞吐量性能AMCV和IVCCD RMM和GMM随着模拟时间,时间间隔将20多岁。如图11所示,曲线的平均吞吐量AMCV和IVCCD有相似的变化趋势随着仿真时间。蓝色曲线对应于AMCV结果快速增加年代年代和阻止略有上升年代年代。AMCV的结果减少到4465 kb / s年代年代。IVCCD的红色曲线保持快速上升年代年代,慢慢增加年代年代。这个红色的曲线也快速增加年代年代,最终减少到4842 kb / s年代。尽管IVCCD曲线低于AMCV年代年代的增量和峰值IVCCD结果大于AMCV。在图12的两条曲线AMCV IVCCD也有类似的变化过程在整个模拟时间。蓝色曲线快速增加年代年代,防止缓慢升值年代年代,快速到达峰值后降低年代。红色的曲线也快速增加年代年代,保持缓慢增长年代年代,开始下降年代年代。尽管IVCCD不到AMCV的结果年代年代,IVCCD的曲线是高于AMCV比AMCV较大的峰值。

两种解决方案的移动节点AMCV IVCCD请求和获取视频内容的泊松分布年代年代。请求节点的数量的增加导致网络流量的快速上升。相对应的两条曲线AMCV IVCCD快速增加年代从年代和迅速下降年代年代由于减少的视频流。因为高流量大于可用的网络带宽,生成的网络拥塞导致高PLR AMCV的吞吐量和IVCCD保持缓慢增长年代年代。AMCV,请求节点随机选择供应商,所以视频内容的交付性能受到严重影响的网络拥塞和移动节点。在IVCCD,请求节点选择供应商提供最大服务能力,减少负面影响的网络拥塞的节点和移动。因此,交付IVCCD包括平均吞吐量和PLR性能优于AMCV。

视频质量。让和从视频交付预计平均吞吐量和实际吞吐量测量,分别。表示的平均比特率视频和设置为128 kb / s根据仿真设置。我们利用峰值信噪比(PSNR)来衡量两种解决方案的视频质量分贝(dB) (30.]。根据PSNR值计算

数据13和14显示AMCV的PSNR性能和IVCCD RMM GMM和越来越多的请求节点。图13显示AMCV PSNR值和单一视频流IVCCD对应每个请求节点请求节点的数量的增加。AMCV的两条曲线和IVCCD快速下降趋势,AMCV结果的范围和IVCCD结果8分贝和28 dB。在图14,AMCV结果快速减少请求节点的数量的增加。然而,IVCCD保持稳定下降的结果。尽管IVCCD结果低于AMCV在初始阶段,IVCCD酒吧是高于AMCV在以后的阶段。

PSNR值代表了用户的关注质量,包括一些关键影响因素,如吞吐量和流的比特率。请求节点的数量的增加,巨大的流量触发网络拥堵,严重限制了由于高PLR增加吞吐量。换句话说,PSNR值和减少吞吐量保持低水平。在AMCV,请求节点之间的内容交付和供应商的性能受到影响的节点移动和网络拥塞。在IVCCD,高效的数据传输从强大的供应商服务能力中获益。因此,交通拥堵期时间长于IVCCD和AMCV减量的PSNR值大于IVCCD。

维护开销。覆盖拓扑的维护成本主要包括会员管理状态,请求消息转发和互动社区。我们使用的平均发送消息所使用的带宽保持覆盖拓扑来表示维护开销。

如图15所示,两条曲线AMCV和IVCCD快速上升轨迹仿真时间的增加。AMCV阻止快速增加的蓝色曲线年代年代和略有减少年代。IVCCD的红色曲线保持缓慢增长年代年代,最终减少年代。的增量和峰值AMCV IVCCD的结果是更大的比。

AMCV、代理成员需要转发和处理请求的信息资源和成员国和维护静态和动态连接与其他社区。请求节点的数量的增加和动态代理成员的连接会导致高负载,这限制了系统的可伸缩性。此外,社区成员的请求内容导致的频繁变化的连续运动社区之间的节点。脆弱的社区结构进一步增加维护成本。然而,IVCCD稳定的群落结构和动态变化的要求视频的成员不会导致社区重建。虽然代理协助传播资源信息在社区和桥接成员与其他社区成员保持连接,消息传播的范围相对有限,低频率。因此,IVCCD的维护开销比AMCV保持较低水平。

6。结论

在本文中,我们提出一个新颖的interaction-aware社区视频分享解决方案(IVCCD)在无线移动网络。IVCCD构造一个直接基于交互模型根据移动用户之间的交互行为的分析。为了获得可伸缩性和健壮的群落结构,IVCCD分区节点图的边的节点度和使用重量值和服务能力的节点细化规则生成节点的社区。IVCCD采用多个角色的社区成员管理机制来平衡社区维护成本和优化资源配置。IVCCD分析资源传播过程中覆盖网络和使用资源推动和prebuffering方法来提高资源搜索的性能。仿真结果两个流动模型的基础上,随机和高斯-马尔可夫移动模型,展示IVCCD平均启动延迟低,较低的丢包率,更高的吞吐量,更高的视频质量,降低比AMCV维护开销。仿真结果还表明,流动性是一个重要的多媒体流媒体系统的性能的影响因素。在未来的工作中,我们关注的是移动的移动节点的建模和评估流动多媒体流媒体系统的性能的影响。

相互竞争的利益

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

这项工作是支持部分由中国国家自然科学基金(国家自然科学基金委)批准号。61402303,61501216,61502219,61572246,和U1404611项目下的北京市教育局授予KM201510028016,河南省的科技重点项目(152102210331和152102210331),和科技计划项目(开放和合作)河南省(152106000048)。

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