智慧协同的绿色移动流媒体服务研究

The current theory and technology of multimedia streaming service have two critical drawbacks: (1)The intelligence and collaboration mechanism of network is neglected. (2) The current management, distribution and transmission model for multimedia resources is static and rigescent. This leads to some serious problems for mobility, interactivity, scalability, friendliness, cloud computing supportability, energy saving and resource utilization rate. The demand for multimedia streaming service which has the characters of the high-quality user experience and low consumption energy conservation in the future mobile Internet cannot be met. The project performs prospective research on theory and key technologies of green mobile multimedia streaming service with intelligence and collaboration. The proposed research includes the following aspects: (1) To construct green multimedia streaming-oriented intelligence and collaboration mechanism of mobile nodes, including the demand perception for multimedia streaming service, variation cognition for dynamic network environment and cooperative processing mechanism between mobile nodes. (2) To create mobile intelligent peer-to-peer architecture for dynamic adaptation of resources, including networking strategy, resource adaptation mechanism and resource utilization strategy. (3) To develop cooperative, friendly and concurrent transmission mechanism for multimedia resources, including estimation and management strategy of paths for adapting dynamic network environment, intelligent data scheduling and friendly transmission strategy and design multipath complex neterogeny-oriented network code mechanism. The sustainable development for green mobile multimedia streaming will be achieved.

现有流媒体服务理论与技术缺乏网络智慧协同机理，资源管理、分发和传输模式相对"静态"和"僵化"，在移动性、交互性、扩展性、友好性、云计算支持性、节能性和资源利用率等方面存在不足与缺陷，难以满足未来移动互联网高用户体验质量、低耗节能的流媒体发展需求。本项目针对智慧协同的绿色移动流媒服务理论及其关键技术开展基础性和前瞻性研究，主要研究内容如下：（1）建立面向绿色流媒体的移动节点智慧协同机理，包括流媒体业务需求感知策略、动态网络环境变化认知策略和移动节点协作处理机制；（2）创建资源动态适配的移动智慧对等网络体系，包括基于群组聚类的组网策略、分类多级的资源适配机制和基于博弈决策机制的资源使用策略；（3）提出协作友好的流媒体并行传输机制，包括适应动态网络的路径评估与管理策略、智能数据调度和友好传输控制算法,以及面向多路径复杂异质性的网络编码策略等，从而实现未来绿色移动流媒体服务的可持续发展。

由于缺乏高效的节点协同，资源管理、分布和传输机制“静态”、“僵化”，造成现有流媒体服务理论与技术在节能性、移动性、交互性、扩展性、友好性等方面存在不足与缺陷，难以满足高质量的视频体验。针对以上问题，本项目开展了智慧协同的绿色流媒体服务理论及其关键技术研究，主要包括（1）构建了面向绿色流媒体的移动节点智慧协同机理，包括提出了面向节点智慧协同的业务需求感知机制、基于语义模式识别与业务偏好感知的移动认知策略以及信息中心化的移动节点协作处理方法；（2）研究了创建资源动态适配的移动智慧对等网，包括基于多维节点属性的MIP2P组网策略、面向分类多级的覆盖网络管理与维护策略、绿色高效的多媒体资源使用策略；（3）提出了协作友好的流媒体并行传输机制，具体包括路径质量动态跨层评估方法、基于流体模型的多路数据调度及拥塞控制机制、融合网络编码的智能多路传输策略。上述研究工作为高质量的多媒体服务提供了一整套行之有效的解决方案。经过4年的研究工作，团队共计发表论文40篇，其中SCI 22篇，EI 18篇，超额完成了任务。其中部分论文发表在多媒体通信领域高水平期刊IEEE Communications surveys and tutorials, IEEE Communication Magazine，IEEE Wireless Communications以及若干IEEE Trans.级别期刊。来自多个国家包括IEEE Fellow、知名期刊编辑在内的知名学者都引用了课题组的成果并给予了肯定评价，在国际多媒体通信领域产生了深远的影响，为奠定我国在这一领域的学术地位提供了有力支持。申请专利9项，其中获得授权3项，为研究成果的推广奠定了基础。项目在研期间，课题组成员多次出国进行学术交流，并邀请了国外知名专家来华进行交流，有效促进了国际间的学术交流。项目在研期间，课题负责人获得了国家自然科学基金优秀青年基金资助，入选了长江学者奖励计划青年学者，并被北京邮电大学聘为教授，同时课题组另外一名老师也被聘为了副教授，共计培养了博士研究生3名，硕士研究生10名。