1.一种无线自组织网络中基于网络效用的视频传输方法,其特征在于:包括以下步骤:首先,通过基于价格的分布式发送速率与可靠性优化策略,实现业务发送速率、可靠性和网络拥塞之间的权衡;其次,把用户等级与业务类型结合并根据经验指定业务的优先级;
然后,制定优先级的接纳控制和拥塞控制方案;最后,提出基于网络效用的视频传输模型。
2.根据权利要求1所述的一种无线自组织网络中基于网络效用的视频传输方法,其特征在于:所述基于价格的分布式发送速率与可靠性优化策略包括:每个源节点负责求解源优化问题和更新可靠性价格,每条链路负责求解链路优化问题和更新拥塞价格,所述链路优化问题包括链路层优化问题和物理层优化问题。
3.根据权利要求2所述的一种无线自组织网络中基于网络效用的视频传输方法,其特征在于:所述源节点负责求解源优化问题和更新可靠性价格的过程如下:s s
λ(t)=Σl∈L(s)λl,s(t)表示第t次迭代的端到端拥塞价格,R(t)=1-Σl∈L(s)El(rl,s(t))是第t次迭代的端到端可靠性,λl,s是流s使用链路l每单位速率的价格,μs是流s每单位可靠性需要付给网络的价格,xs为流s的发送速率,Rs为流s的可靠性;源节点执行以下步骤:s s
1)接收网络反馈回来的消息λ(t)和R(t);
2)把上次迭代得到的可靠性价格,即这次迭代中的μs(t)代入下式
s
maximizeU′s(x′s,Rs)-λ(t)x′s-μs(t)Rs得到数据流s的发送速率x′s(t+1);
3)利用μs(t+1)=[μs(t)-β(t)(Rs(t)-Rs(t))]+得到用户需要为可靠性需求支付的价格μs(t+1);
4)把x′s(t+1)和μs(t+1)发送给流s经过的所有链路l∈L(s)。
4.根据权利要求2所述的一种无线自组织网络中基于网络效用的视频传输方法,其特征在于:所述每条链路负责求解链路优化问题和更新拥塞价格具体包括:链路l执行步骤:
1)接收所有s∈S(l)的发送的信息x′s(t)和μs(t);
2)把上次迭代得到的拥塞价格,即这次迭代中的λl,s(t)代入下式求解得到l可以分配给s的传输容量cl,s(t+1);
3)把λl,s(t)和收到的μs(t)代入下式求解
maximize λl,s(t)logrl,s-μs(t)El(rl,s)s.t.0≤rl,s≤1,s∈S(l)
得到物理层对于流s的码率rl,s(t+1);
4)利用下式求解
+
λl,s(t+1)=[λl,s(t)-β(t)(logcl,s(t)+logrl,s(t)-x'x(t))] =[λl,s(t)-β(t)(lo+gcl,s(t)+logrl,s(t)-logxs(t))],s∈S(l)得到链路l的拥塞价格λl,s(t+1);
5)把λl,s(t+1)和rl,s(t+1)发送给所有使用链路l的流s∈S(l)。
5.根据权利要求1所述的一种无线自组织网络中基于网络效用的视频传输方法,其特征在于:所述考虑用户等级的业务分类策略具体包括:根据时延敏感程度,将业务分为会话类、流媒体类、交互类和背景类四种类型,从背景类到交互类到流媒体类到会话类,时延敏感程度依次增加;区分服务DiffServ模型把进入网络的报文进行分类,用IP报文头部服务类别标识字段中的前6比特来区分网络中报文的优先级,这6个比特被称为DSCP(Differentiated Services Code Point)值,取值范围为
0~63;考虑应急通信指挥调度网络环境,根据网络中的用户的重要性,把具有丰富指挥信息、实现与其他部门对接、具有较高安全性的固定节点定义为高级用户,把能源充足、移动性强的车载节点定义为中级用户,把灵活性强、功能最少的单兵节点定义为低级用户,所有用户都能发送CC、SC、IC、BC四种业务;对DiffServ模型中的DSCP格式进行改写,引入用户等级,用DSCP值的前三比特来区分,100代表高级用户,010代表中级用户,001代表低级用户,使用DSCP的后三比特来区分业务类型,100代表会话类,010代表流媒体类,001代表交互类,000代表背景类,不同的DSCP值对应不同的用户级别和不同的业务;
根据对时延的敏感性对业务进行分类无法准确的表示业务的重要程度,需要根据实际的应用场景和当前的网络环境来评估业务传输的优先级;如果业务传输的信息量大且耗费的网络资源少,那么这个业务对网络资源的利用率就高;另外,在网络资源受限的无线自组织网络中,需要根据用户的需求合理的分配网络资源,从而满足用户对网络的需求,同时,根据经验把三个级别的用户的十二种业务划分优先级。
6.根据权利要求1所述的一种无线自组织网络中基于网络效用的视频传输方法,其特征在于:所述接纳控制方案包括:CC业务和SC业务数据量大、持续时间长,传输期间会长时间占用网络资源,为了使业务在网络中传输时能获得较高的服务质量,源节点收到传输请求时通过接纳控制模块判断是否存在足够多的网络资源来保证业务的传输,执行如下步骤:
1)业务发起传输请求,首先需要业务区分模块对业务进行分类,然后针对不同的业务类型进行接纳控制,1-3优先级的业务可以直接传输,4-9优先级的业务需要发送探测请求包寻找一条满足最小带宽要求的路径,10-12优先级的业务通过速率控制模块直接发送;
2)接纳控制模块首先判定源节点的可分配带宽是否满足业务的最小需求带宽,可分配带宽包括可用带宽和弹性带宽,如果满足,则执行步骤3),否则执行步骤4);
3)向目的节点发送探测请求包来获取路径上的可用带宽信息,探测请求包中包含业务类型和最小需求带宽字段;
4)那么判断低于该业务优先级的其他业务的最小可用带宽与节点可分配带宽之和是否满足带宽需求,如果满足,也向目的节点发送探测请求包,否则拒绝业务接入;
5)中间节点收到探测请求包时,获取探测请求包中的业务类型和最小需求带宽字段,判定本节点的当前可分配带宽是否大于最小需求带宽,如果大于,直接转发探测请求包,如果小于,则判定低于该业务优先级的其他业务的最小可用带宽与节点可分配带宽之和是否满足带宽需求,如果满足,也向目的节点转发探测请求包,否则回复源节点拒绝业务接入;
6)目的节点收到探测请求包后,也需要判定本节点的带宽资源是否满足业务的接收,如果满足,向源节点回复探测应答包,并把探测请求包中的业务类型和最小需求带宽加入带宽信息表,如果需要带宽信息表中的已有业务释放弹性带宽,则从优先级最低的业务开始释放直到满足最小带宽需求,如果可分配带宽小于最小需求带宽,则从优先级最低的业务开始中断业务的传输释放资源直到满足最小带宽需求;
7)中间节点收到探测应答包,同样把业务信息加入带宽信息表,并进行一系列的措施为新接入业务提供足够的带宽;
8)源节点收到探测应答包后,把业务信息加入带宽信息表,接受业务的传输请求并开始发送数据。
7.根据权利要求1所述的一种无线自组织网络中基于网络效用的视频传输方法,其特征在于:所述方法确定了无线自组织网络中QoS保障的目标,由于1-3优先级的业务占用较少的网络资源,该模型主要服务于4-9优先级的语音、视频等业务的传输,模型的目标函数可以表示为:UN=αT+βCvs
式中UN表示网络效用,T表示网络吞吐量,Cvs表示网络中视频流的数量,α和β为影响因子。