机会式多媒体动态云平台和多中继分级协作的传输方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及多媒体云平台和协作传输方法，特别是涉及一种机会式多媒体动态云 平台和多中继分级协作的传输方法，属于多媒体通信及云计算技术领域。
【背景技术】
[0002] 机会网络技术无需维护发送端与目的端节点之间传输路径，充分考虑网络拓扑的 动态特性，根据某种因素促发的相遇机会，通过节点自组织构成数据传输网络。而无线传感 器网络多媒体通信中，多媒体大数据存储在云平台，传感器节点接收来自云平台的多媒体 流。然而在提供多媒体服务时受到自身电源、硬件设备噪声、外界未知环境因素干扰等方面 限制，难以解决多媒体流在远距离、长时间和大数据量实时通信时服务质量保障问题。并且 多媒体流数据服务还有这些特点：不同多媒体流结构及其对数据存储、数据处理和传输的 要求不同；用户需求具有多样性，网络状态是动态变化的。所以以往静态云平台的多媒体流 计算方法和单中继单级协作传输方法已无法满足无线传感器网络的多样性多媒体应用的 保障需求。鉴于此，本申请人作了有益的设计，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下 产生的。
【发明内容】
[0003] 针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种机会式多媒体动态云平台和 多中继分级协作的传输方法，自适应机会式组建满足用户多样性需求的最优化动态多媒体 云平台，以及根据用户需求、多媒体云平台状态和传感器节点状态组建多中继-分级协作 传输网络。
[0004] 本发明的技术方案是这样的：一种机会式多媒体动态云平台和多中继分级协作的 传输方法，包括建立机会式多媒体动态云平台，所述建立机会式多媒体动态云平台包括以 下步骤：
[0005] S01、用户侧需求的多媒体流数据经MPEG算法编码后状态定义为{帧内编码帧， 前向预测编码帧，双向预测内插编码帧}，每个多媒体云端状态定义为{剩余存储空间，云 端间通信距离，发送功率};
[0006] S02、结合步骤SOl中得到的多媒体流数据编码后状态参数值，多媒体流数据与定 性参量向量线性计算，得出待发送视频帧；
[0007] S03、确定多媒体流数据的优先级，多媒体流数据只包含帧内编码帧时优先级为1， 多媒体流数据只包含帧内编码帧和前向预测编码帧时优先级为2,多媒体流数据包含帧内 编码帧、前向预测编码帧和双向预测内插编码帧时优先级为3 ;
[0008] S04、用户侧需求注重实时性保障转S05,注重播放质量保障转S06,注重综合性能 转 S07 ;
[0009] S05、从满足云端间通信距离小于发送端与接收端间距离的10%的云端集合中选 择3个云端建立云平台，计算云平台误码率，如果误码率大于3%，则从云端集合中选择1个 云端与前述3个云端重建云平台，用于发送优先级为1的多媒体流数据；
[0010] S06、从满足云端间通信距离小于发送端与接收端间距离的5%的云端集合中选择 4个云端建立云平台，用于发送优先级为2的多媒体流数据；
[0011] S07、从满足云端间通信距离小于发送端与接收端间距离的10%的云端集合中选 择3个云端建立云平台，计算云平台误码率，如果误码率小于3%，则去除1个云端并重建云 平台；如果误码率大于等于3%并小于等于4%，则从满足云端间通信距离小于发送端与接 收端间距离的6%的云端集合中选择2个云端建立云平台，用于发送优先级为3的多媒体流 数据。
[0012] 进一步的，机会式多媒体动态云平台和多中继分级协作的传输方法包括步骤S08、 选择N k个中继节点，建立N K-NM分级协作传输网络，所述Nm为所述步骤S05、S06或者S07中 建立的云平台所包含的云端个数。
[0013] 进一步的，所述机会式多媒体动态云平台和多中继分级协作的传输方法包括步骤 S09、发送端节点向Nk个候选中继节点和接收端节点发送多媒体数据，对比来自候选中继节 点和接收端节点的反馈信息，如果反馈一致，则建立分级协作传输网络；如果反馈不一致， 则排除反馈不一致的候选中继节点，剩余候选中继节点建立分级协作传输网络。
[0014] 进一步的，所述建立分级协作传输网络的中继节点故障时，该中继节点将发送失 败的多媒体流数据重构，向邻居节点广播，邻居节点及接收端节点收到广播后向该中继节 点反馈，从反馈中选出不在所述N k个候选中继节点的邻居节点代替该中继节点。
【主权项】
1. 一种机会式多媒体动态云平台和多中继分级协作的传输方法，其特征在于，包括建 立机会式多媒体动态云平台，所述建立机会式多媒体动态云平台包括W下步骤： 501、 用户侧需求的多媒体流数据经MPEG算法编码后状态定义为{帖内编码帖，前向 预测编码帖，双向预测内插编码帖}，每个多媒体云端状态定义为{剩余存储空间，云端间 通信距离，发送功率}; 502、 结合步骤SOI中得到的多媒体流数据编码后状态参数值，多媒体流数据与定性参 量向量线性计算，得出待发送视频帖； 503、 确定多媒体流数据的优先级，多媒体流数据只包含帖内编码帖时优先级为1，多媒 体流数据只包含帖内编码帖和前向预测编码帖时优先级为2,多媒体流数据包含帖内编码 帖、前向预测编码帖和双向预测内插编码帖时优先级为3 ; 504、 用户侧需求注重实时性保障转S05,注重播放质量保障转S06,注重综合性能转 S07 ； 505、 从满足云端间通信距离小于发送端与接收端间距离的10%的云端集合中选择3 个云端建立云平台，计算云平台误码率，如果误码率大于3%，则从云端集合中选择1个云 端与前述3个云端重建云平台，用于发送优先级为1的多媒体流数据； 506、 从满足云端间通信距离小于发送端与接收端间距离的5%的云端集合中选择4个 云端建立云平台，用于发送优先级为2的多媒体流数据； 507、 从满足云端间通信距离小于发送端与接收端间距离的10%的云端集合中选择3 个云端建立云平台，计算云平台误码率，如果误码率小于3%，则去除1个云端并重建云平 台；如果误码率大于等于3%并小于等于4%，则从满足云端间通信距离小于发送端与接收 端间距离的6%的云端集合中选择2个云端建立云平台，用于发送优先级为3的多媒体流数 据。
2. 根据权利要求1所述的机会式多媒体动态云平台和多中继分级协作的传输方法，其 特征在于，包括步骤： 508、 选择Nk个中继节点，建立Nk-Nm分级协作传输网络，所述NM为所述步骤S05、S06或 者S07中建立的云平台所包含的云端个数。
3. 根据权利要求2所述的机会式多媒体动态云平台和多中继分级协作的传输方法，其 特征在于，包括步骤： 509、 发送端节点向Nc个候选中继节点和接收端节点发送多媒体数据，对比来自候选中 继节点和接收端节点的反馈信息，如果反馈一致，则建立分级协作传输网络；如果反馈不一 致，则排除反馈不一致的候选中继节点，剩余候选中继节点建立分级协作传输网络。
4. 根据权利要求2或3所述的机会式多媒体动态云平台和多中继分级协作的传输方 法，其特征在于：所述建立分级协作传输网络的中继节点故障时，该中继节点将发送失败的 多媒体流数据重构，向邻居节点广播，邻居节点及接收端节点收到广播后向该中继节点反 馈，从反馈中选出不在所述Nc个候选中继节点的邻居节点代替该中继节点。
5. 根据权利要求2或3所述的机会式多媒体动态云平台和多中继分级协作的传输方 法，其特征在于：所述Nk是使得信道利用率CW和接收端节点上可解码帖率DFR达到最大时 的取值。
6. 根据权利要求5所述的机会式多媒体动态云平台和多中继分级协作的传输方法，其 特征在于；所述
.所 述Ca为中继网络信道数，所述n为多媒体流数据中视频帖个数，所述m为画面组个数，所述k为视频帖类型个数，所述a、P、丫分别为画面组中帖内编码帖、前向预测编码帖、双向预 测内插编码帖与画面组长度比值，所述d为发送端节点至接收端节点距离，所述di为中继 节点间距离。
7. 根据权利要求3所述的机会式多媒体动态云平台和多中继分级协作的传 输方法，其特征在于：所述候选中继节点的接收功率Pi满足，
2 ^P^，所述d为发送端节点至接收端节点距离，所述db为 发送端节点至中继节点距离，所述Pf为接收端节点接收功率。
8. 根据权利要求1所述的机会式多媒体动态云平台和多中继分级协作的传输方法，其 特征在于：所述步骤S05中所述云端的剩余存储空间大于n&/NM，所述步骤S06中所述云 端的剩余存储空间大于（niSi+ripSp+neSeVNii，所述步骤S07中所述云端的剩余存储空间大于 (n&+npSp) /Nm，所述ni是多媒体流数据中帖内编码帖个数，所述nP是前向预巧U编码帖个数， 所述ns是双向预测内插编码帖个数，所述SI是帖内编码帖大小，所述SP是前向预测编码帖 大小，所述Ss是双向预测内插编码帖大小。
9.根据权利要求1所述的机会式多媒体动态云平台和多中继分级协作的传输方法，其 特征在于：所述步骤S05、S06和S07中所述云端的发送功率Ps《Pt(m° +e+Y)/n。
【专利摘要】本发明公开了一种机会式多媒体动态云平台和多中继分级协作的传输方法，包括根据不同的多媒体流和多媒体云端状态，实时判断分析信道质量对丢包率、可解码帧率和峰值信噪比的变化规律，机会式组建满足用户多样性需求的最优化动态多媒体云平台；无线传感器网络中基于画面组分级协作对多媒体流进行重构；根据用户需求、多媒体云平台状态和传感器节点状态给出了多中继-分级协作传输网络组建方案。该方法充分考虑了多媒体流、多媒体动态云平台和无线传感器网络状态，机会式组建多媒体动态云平台和多中继-分级协作无线传感器网络，在满足用户的多样性需求的同时提升多媒体流云计算效率、优化多媒体数据编解码复杂度和提高无线传感器网络资源利用率。
【IPC分类】H04N21-647
【公开号】CN104796793
【申请号】CN201510197377
【发明人】靳勇, 李瑞刚, 王继生
【申请人】常熟理工学院
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年4月23日