基于虚拟社区的移动流媒体服务关键技术研究

The current mobile multimedia streaming systems have foundational design flaws for scalability, robustness and supportability of mobility. The demand of mobile users for high quality of service (QoS) and the requirement of large-scale deployment of systems for the efficiency of resource management and sharing cannot be met. The project performs foundational and prospective research on theory and key technologies of virtual community-based mobile multimedia streaming service: (1) In order to address the problem of poor scalability and low QoS in multimedia streaming systems caused by high dynamic and random behaviors of nodes, we construct two models: the evolution model of node behavior of resource demand and sharing and the evolution model of movement behavior of nodes to obtain the main influence factors for large-scale deployment and QoS of multimedia streaming systems; (2) In order to address the problem of poor scalability of moile peer-to-peer-based virtual community structure caused by the variatioin of behaviors of nodes, we design a construction mechanism of mobile virtual communities to adapt to dynamic behaviors of nodes, which can efficiently support large-scale deployment of multimedia streaming systems in the mobile envirnment; (3) Because the existing strategies have low-efficiency management and sharing for multimedia streaming resources, we design the algorithms including the search, dissemination and exchange of resources and cache control based on the cooperation of community members, which can improve the QoS of systems. The multimedia streaming services which have the characteristics of high efficiency, economy and convenience in the mobile Internet will be achieved. This is important significance for the development of new generation of information technology industry in our country.

现有移动流媒体系统在可扩展性、鲁棒性、移动性支持等方面存在基础设计缺陷，难以满足大规模部署对资源管理与共享效率以及移动用户对服务质量的需求。本项目针对基于虚拟社区的移动流媒体服务理论及其关键技术开展基础性和前瞻性研究：（1）针对具有高动态性和随机性的节点行为导致流媒体系统可扩展性差和服务质量低下的问题，创建节点资源需求与共享行为演化模型，以及节点移动行为演化模型，获取影响流媒体系统大规模部署和服务质量的主要因素；（2）针对节点行为变化导致基于移动对等网络的虚拟社区结构可扩展性差的问题，设计节点行为动态适应的移动虚拟社区构建机制，以高效支持流媒体系统在移动环境下大规模部署；（3）针对现有流媒体资源管理与共享策略效率低下的问题，设计社区成员协同的资源查询、传播、交换和缓存控制算法，提高流媒体系统服务质量，以实现移动互联网下高效、经济、便捷的流媒体服务，对我国新一代信息技术产业发展具有重大意义。

现有移动流媒体系统在可扩展性、鲁棒性、移动性支持等方面存在基础设计缺陷，难以满足大规模部署对资源管理与共享效率以及移动用户对服务质量的需求。本项目针对基于虚拟社区的移动流媒体服务理论及其关键技术开展基础性和前瞻性研究：（1）针对具有高动态性和随机性的节点行为导致流媒体系统可扩展性差和服务质量低下的问题，创建节点资源需求与共享行为演化模型，以及节点移动行为演化模型，获取影响流媒体系统大规模部署和服务质量的主要因素；（2）针对节点行为变化导致基于移动对等网络的虚拟社区结构可扩展性差的问题，设计节点行为动态适应的移动虚拟社区构建机制，以高效支持流媒体系统在移动环境下大规模部署；（3）针对现有流媒体资源管理与共享策略效率低下的问题，设计社区成员协同的资源查询、传播、交换和缓存控制算法，提高流媒体系统服务质量，以实现移动互联网下高效、经济、便捷的流媒体服务。经过3年的研究工作，完成了节点资源需求与共享行为演化模型以及节点移动行为演化模型、移动虚拟社区发现算法和适应成员状态变化的社区成员管理策略和社区成员协同的资源查询、传播、交换和缓存控制算法等内容的研究工作，并初步形成了无线移动网络中基于虚拟社区的视频资源分发机制和内容中心网络中基于虚拟社区的视频内容分发机制的理论框架。项目组发表论文12篇，其中，SCI检索论文10篇，EI检索论文一篇，申请国家发明专利6项，超额完成任务。部分论文发表在IEEE Communications Magazine和IEEE Wireless Communications、IEEE ICC等国际高水平期刊和会议上，并获得国内外相关领域专家的引用，为扩大我国在视频内容分发领域的国际学术影响力提供有力支持。