Page 271 - 《软件学报》2020年第12期

软件学报 ISSN 1000-9825, CODEN RUXUEW E-mail: jos@iscas.ac.cn
Journal of Software,2020,31(12):3937−3949 [doi: 10.13328/j.cnki.jos.005857] http://www.jos.org.cn
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一种多用户协作博弈的视频机会传输路由算法

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1
1,2
吴红海 , 马华红 , 邢 玲 , 郑国强 1
1
(河南科技大学 信息工程学院,河南 洛阳 471023)
2 (河南科技大学 控制与科学博士后流动站,河南 洛阳 471023)
通讯作者: 吴红海, E-mail: honghai2018@haust.edu.cn

摘 要: 移动用户间日益普及的视频数据传输,使得传统无线通信网络上的流量爆炸性增长问题变得愈发严重,
而基于 D2D 通信的数据机会传输被认为是能够实现数据卸载的有效方法.然而在移动机会网络中,数据传输主要通
过数据复制和机会转发而实现.为了获得较高的投递率和较低的投递时延,数据复制往往被过度使用,冗余的数据包
不仅会消耗大量的设备和网络资源,还会增加网络的传输负载,降低网络性能.对于视频数据传输,由于其较强的持
续性和远高于一般标量数据的数据量,该问题会更加突出.因此,基于多人协作博弈,提出了一种面向视频传输质量
的机会路由算法VOR-MG,实现对视频传输质量和传输开销的优化.具体来讲,首先建立视频数据包的边缘质量增益
模型,然后把多用户相遇时的视频数据传输建模为一个多用户协作博弈,最后,基于其纳什最优解来对每个视频数据
包的复制或者转发进行决策,从而保证在视频传输质量最优的情况下,使得网络中的视频数据包备份个数最少.基于
合成数据集和真实数据集的仿真结果表明:其视频传输质量比对比算法高出 1 dB~2dB,但是平均最大数据包备份数
仅为同类算法的 25%左右.
关键词: 数据卸载;移动机会网络;视频传输;路由算法;备份控制;多用户协作博弈
中图法分类号: TP393

中文引用格式: 吴红海,马华红,邢玲,郑国强.一种多用户协作博弈的视频机会传输路由算法.软件学报,2020,31(12):
3937−3949. http://www.jos.org.cn/1000-9825/5857.htm
英文引用格式: Wu HH, Ma HH, Xing L, Zheng GQ. Routing algorithm for video opportunistic transmission based on multi-
player cooperative game. Ruan Jian Xue Bao/Journal of Software, 2020,31(12):3937−3949 (in Chinese). http://www.jos.org.cn/
1000-9825/5857.htm
Routing Algorithm for Video Opportunistic Transmission Based on Multi-player Cooperative
Game

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1,2
1
WU Hong-Hai , MA Hua-Hong , XING Ling , ZHENG Guo-Qiang 1
1 (School of Information Engineering, Henan University of Science and Technology, Luoyang 471023, China)
2 (Postdoctoral Research Station of Control Science and Engineering, Henan University of Science and Technology, Luoyang 471023,
China)
Abstract: The increasing popularity of video delivery among mobile users makes the problem of explosive traffic growth becoming
more and more serious for traditional wireless networks, and video transmission based on D2D (device-to-device) communication through
MONs (mobile opportunistic networks) is regarded as an ideal way to resolve this issue. However, data transmission in MONs is mainly
through the two ways: data replication and data forwarding. Thus, to achieve high delivery ratio and low delivery delay, data replication is

∗ 基金项目: 国家自然科学基金(61772175, 61771185, 61701172); 河南省科技攻关项目(182102210285, 182102210044); 河南省
高等学校重点科研项目(17A520005, 18A510009)
Foundation item: National Natural Science Foundation of China (61772175, 61771185, 61701172); Science and Technology
Research Project of Henan Province (182102210285, 182102210044); Key Science and Research Program in University of Henan
Province (17A520005, 18A510009)
收稿时间: 2018-06-08; 修改时间: 2019-03-04; 采用时间: 2019-04-27