專利名稱：一種基于模糊控制的p2p點(diǎn)播數(shù)據(jù)調(diào)度方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，本發(fā)明涉及一種基于模糊控制的P2P點(diǎn)播數(shù)據(jù)調(diào)度方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著寬帶通信和多媒體技術(shù)的迅猛發(fā)展，在線直播，視頻點(diǎn)播，文件下載等各種互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用也應(yīng)運(yùn)而生，對(duì)傳統(tǒng)的客戶端/服務(wù)器(C/S)模式的服務(wù)系統(tǒng)提出了新的挑戰(zhàn)，隨著用戶規(guī)模的增大，傳統(tǒng)的客戶端/服務(wù)器(C/S)模式的服務(wù)系統(tǒng)需要消耗更多的軟硬件資源，已經(jīng)不能滿足大規(guī)模用戶的需求，因此基于P2P的服務(wù)系統(tǒng)迅速發(fā)展并逐漸成為相對(duì)成熟的應(yīng)用。
從功能上看,P2P系統(tǒng)一般主要有2類邏輯層構(gòu)成1)覆蓋網(wǎng)層(Overlay Layer),該層主要是描述P2P服務(wù)系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)之間如何組織，為進(jìn)一步選擇鄰居節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)交互打下基礎(chǔ)；2)數(shù)據(jù)調(diào)度層(Data Schedule Layer)，該層主要負(fù)責(zé)鄰居節(jié)點(diǎn)之間如何進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)度，滿足節(jié)點(diǎn)正常服務(wù)需求的同時(shí)最大化節(jié)點(diǎn)服務(wù)能力，從而提高系統(tǒng)整體性能。目前，大多數(shù)傳統(tǒng)的P2P系統(tǒng)中，節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)度時(shí)，僅僅考慮數(shù)據(jù)調(diào)度對(duì)于節(jié)點(diǎn)本身性能的影響，并沒(méi)有考慮單個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)調(diào)度對(duì)于系統(tǒng)整體的影響。然而由于系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)狀態(tài)的異構(gòu)性，系統(tǒng)中單個(gè)節(jié)點(diǎn)性能的提高與系統(tǒng)整體性能的提高不存在等價(jià)關(guān)系。這種僅考慮自身的數(shù)據(jù)調(diào)度系統(tǒng)會(huì)使得系統(tǒng)中部分有能力的節(jié)點(diǎn)由于沒(méi)有數(shù)據(jù)而無(wú)法為其它節(jié)點(diǎn)提供服務(wù)，從而使得節(jié)點(diǎn)的上行帶寬得不到有效的利用，進(jìn)而增大了服務(wù)器的壓力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，為克服現(xiàn)有技術(shù)的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)度時(shí)，僅僅考慮數(shù)據(jù)調(diào)度對(duì)于節(jié)點(diǎn)本身性能的影響，并沒(méi)有考慮單個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)調(diào)度對(duì)于系統(tǒng)整體的影響，導(dǎo)致系統(tǒng)中部分有能力的節(jié)點(diǎn)由于沒(méi)有數(shù)據(jù)而無(wú)法為其它節(jié)點(diǎn)提供服務(wù)，從而使得節(jié)點(diǎn)的上行帶寬得不到有效的利用，進(jìn)而增大了服務(wù)器的壓力的問(wèn)題，從而提供一種基于模糊控制的P2P點(diǎn)播數(shù)據(jù)調(diào)度方法及系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種基于模糊控制的P2P流媒體數(shù)據(jù)調(diào)度方法，該方法基于模糊控制策略處理P2P流媒體點(diǎn)播的數(shù)據(jù)調(diào)度，所述方法包含步驟1，調(diào)度周期開(kāi)始，流媒體請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)其當(dāng)前運(yùn)行模糊變量的值。步驟2，根據(jù)模糊控制策略處理模糊變量值得到模糊決策。步驟3，利用模糊決策計(jì)算該媒體請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)請(qǐng)求量，并發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求。步驟4，如果所述鄰居節(jié)點(diǎn)不能滿足媒體請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)的需求，則基于模糊決策啟動(dòng)對(duì)服務(wù)器的數(shù)據(jù)請(qǐng)求。其中，根據(jù)流媒體請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)依據(jù)鄰居節(jié)點(diǎn)緩沖區(qū)中缺少的數(shù)據(jù)塊和提供所述數(shù)據(jù)塊所需的上行帶寬選取模糊變量。上述技術(shù)方案中，所述模糊變量包含流媒體請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)當(dāng)前的緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)量Rb、數(shù)據(jù)量的增量Λ Rb、固有的上行帶寬Ua,當(dāng)前上行帶寬的利用量Uu和節(jié)點(diǎn)剩余上行帶寬UL。所述模糊決策步驟為用于將模糊變量的值根據(jù)語(yǔ)言值模糊子集進(jìn)行模糊化得到模糊值的步驟；用于將模糊值進(jìn)行模糊推理，輸出被控量模糊決策的步驟；用于對(duì)被控量決策反模糊化輸出本輪調(diào)度的模糊決策的步驟。步驟3所述數(shù)據(jù)請(qǐng)求量采用如下公式計(jì)算Qe (n) = Qee (η-1) - n xfχ ( · ) ex
其中，其中，4( ·)為非線性函數(shù)，其輸出用模糊決策來(lái)估計(jì)；Il1為控制比例系數(shù)，ei為誤差信號(hào)，QEE(n-l)為流媒體請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)上輪調(diào)度中向鄰居節(jié)點(diǎn)的實(shí)際請(qǐng)求的流媒體信息的數(shù)據(jù)量，Qe(η)為流媒體請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)在本輪向鄰居節(jié)點(diǎn)的最大請(qǐng)求量。步驟4所述的數(shù)據(jù)請(qǐng)求量采用如下公式計(jì)算Qes (n) = n Ef Ε ( · ) eE ；其中，控制比例系數(shù)；fE( ·)為非線性函數(shù)，其值用模糊決策來(lái)估計(jì)；eE為上輪調(diào)度和本輪調(diào)度中流媒體請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)請(qǐng)求與播放需求之差的最大值，并且eE > 0，稱為誤差信號(hào)；QKS(n)為流媒體請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)向服務(wù)器請(qǐng)求的數(shù)據(jù)量。上述技術(shù)方案中，所述步驟3進(jìn)一步包含如下子步驟根據(jù)媒體請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)請(qǐng)求信息與數(shù)據(jù)接收信息，計(jì)算誤差信號(hào)；根據(jù)模糊規(guī)則計(jì)算對(duì)鄰居節(jié)點(diǎn)的最大請(qǐng)求量。根據(jù)最大請(qǐng)求量向鄰居節(jié)點(diǎn)分配數(shù)據(jù)請(qǐng)求。向鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求，并接收數(shù)據(jù)。所述步驟4進(jìn)一步包含如下子步驟計(jì)算流媒體請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)上輪調(diào)度周期向鄰居節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求的總數(shù)據(jù)量及本輪向鄰居節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求的總數(shù)據(jù)量。計(jì)算誤差信號(hào)e。根據(jù)模糊規(guī)則產(chǎn)生該流媒體請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)對(duì)服務(wù)器請(qǐng)求的輸入量。節(jié)點(diǎn)根據(jù)上輪對(duì)服務(wù)器請(qǐng)求的信息計(jì)算本輪對(duì)服務(wù)器的請(qǐng)求量。發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求，接收數(shù)據(jù)。其中，所述e計(jì)算公式如下θι = Qee-Qc其中，Qkk為流媒體請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)上輪調(diào)度中的實(shí)際請(qǐng)求量；Q。為流媒體請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)上輪調(diào)度中的實(shí)際接收量，ex為上輪調(diào)度中流媒體請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)向其鄰居節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求的誤差信號(hào)?；谏鲜龇椒?，本發(fā)明還提供一種基于模糊控制的P2P流媒體數(shù)據(jù)調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于，所述節(jié)點(diǎn)基于模糊控制策略處理P2P流媒體點(diǎn)播的數(shù)據(jù)調(diào)度，包含設(shè)置有基于模糊控制器生成流媒體請(qǐng)求量的若干節(jié)點(diǎn)；和設(shè)置有基于模糊控制器生成流媒體請(qǐng)求量的服務(wù)器。所述節(jié)點(diǎn)中的流媒體請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)用于，調(diào)度周期開(kāi)始時(shí)統(tǒng)計(jì)其當(dāng)前運(yùn)行模糊變量的值；根據(jù)模糊控制策略處理模糊變量值得到模糊決策；利用模糊決策計(jì)算該媒體請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)請(qǐng)求量，并發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求。所述服務(wù)器用于如果所述節(jié)點(diǎn)不能滿足媒體請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)的需求，則基于模糊決策啟動(dòng)對(duì)服務(wù)器的數(shù)據(jù)請(qǐng)求，向流媒體請(qǐng)求服務(wù)器發(fā)送其需求的流媒體內(nèi)容。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，著重于描述節(jié)點(diǎn)選取何種狀態(tài)信息進(jìn)行模糊決策，以及如何將狀態(tài)信息進(jìn)行模糊化，并利用模糊規(guī)則產(chǎn)生模糊決策以及如何利用模糊決策來(lái)計(jì)算對(duì)鄰居節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)請(qǐng)求，以跟蹤?quán)従庸?jié)點(diǎn)的可用上行帶寬，從而 提高系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)整體的上行帶寬利用，以及利用模糊決策決定節(jié)點(diǎn)當(dāng)前是否應(yīng)利用服務(wù)器完成數(shù)據(jù)調(diào)度，以降低服務(wù)器負(fù)載，提高服務(wù)器上行帶寬利用效率。


圖I為本發(fā)明的P2P流媒體數(shù)據(jù)調(diào)度的流程圖；圖2為本發(fā)明的節(jié)點(diǎn)對(duì)鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)請(qǐng)求的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖3為本發(fā)明的節(jié)點(diǎn)對(duì)鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)請(qǐng)求流程圖；圖4為本發(fā)明的節(jié)點(diǎn)對(duì)服務(wù)器數(shù)據(jù)請(qǐng)求的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖5為本發(fā)明的節(jié)點(diǎn)對(duì)服務(wù)器數(shù)據(jù)請(qǐng)求流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容做進(jìn)一步解析。針對(duì)以上問(wèn)題，本發(fā)明著重于描述節(jié)點(diǎn)選取何種狀態(tài)信息進(jìn)行模糊決策，以及如何將狀態(tài)信息進(jìn)行模糊化，并利用模糊規(guī)則產(chǎn)生模糊決策以及如何利用模糊決策來(lái)計(jì)算對(duì)鄰居節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)請(qǐng)求，以跟蹤?quán)従庸?jié)點(diǎn)的可用上行帶寬，從而提高系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)整體的上行帶寬利用，以及利用模糊決策決定節(jié)點(diǎn)當(dāng)前是否應(yīng)利用服務(wù)器完成數(shù)據(jù)調(diào)度，以降低服務(wù)器負(fù)載，提高服務(wù)器上行帶寬利用效率。數(shù)據(jù)調(diào)度的流程圖參見(jiàn)圖1，實(shí)現(xiàn)步驟如下步驟1，選取節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)變量作為模糊變量，并制定模糊變量的模糊化規(guī)則，以及模糊化后控制量狀態(tài)和被控量狀態(tài)的映射關(guān)系，稱為模糊規(guī)則。步驟2，調(diào)度周期開(kāi)始后，節(jié)點(diǎn)收集本節(jié)點(diǎn)當(dāng)前的狀態(tài)信息，并將狀態(tài)信息模糊化，然后利用模糊規(guī)則產(chǎn)生模糊決策。步驟3，根據(jù)模糊決策，并利用本節(jié)點(diǎn)上輪調(diào)度中向鄰居節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求的信息，產(chǎn)生節(jié)點(diǎn)本輪調(diào)度可以向鄰居節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求的最大數(shù)據(jù)量，然后依據(jù)鄰居節(jié)點(diǎn)緩沖區(qū)中的所擁有的數(shù)據(jù)向鄰居節(jié)點(diǎn)分配數(shù)據(jù)請(qǐng)求。步驟4，根據(jù)節(jié)點(diǎn)本輪調(diào)度中向鄰居節(jié)點(diǎn)的實(shí)際請(qǐng)求量及上輪調(diào)度中節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)接收量，以及模糊決策，節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生本輪調(diào)度中向服務(wù)器請(qǐng)求量的輸入量，節(jié)點(diǎn)根據(jù)上輪調(diào)度中對(duì)服務(wù)器的請(qǐng)求量，產(chǎn)生節(jié)點(diǎn)向服務(wù)器的請(qǐng)求量。步驟5，節(jié)點(diǎn)向鄰居節(jié)點(diǎn)及服務(wù)器請(qǐng)求數(shù)據(jù)，并收到從鄰居節(jié)點(diǎn)返回的數(shù)據(jù)，一輪數(shù)據(jù)調(diào)度完成，產(chǎn)生新的狀態(tài)信息。(I)模糊變量的選取節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)調(diào)度的目標(biāo)是在保證播放質(zhì)量的基礎(chǔ)上，提高節(jié)點(diǎn)的上行帶寬利用率，降低服務(wù)器負(fù)載，因此選取模糊變量是與保證節(jié)點(diǎn)的播放質(zhì)量以及節(jié)點(diǎn)的上行帶寬利用率的提高相關(guān)的變量。節(jié)點(diǎn)上行帶寬的利用與兩個(gè)因素有關(guān)，鄰居節(jié)點(diǎn)緩沖區(qū)中缺少的數(shù)據(jù)和提供數(shù)據(jù)所需要的上行帶寬，選取的變量與這兩個(gè)因素有關(guān)。在節(jié)點(diǎn)中的數(shù)據(jù)方面，選取節(jié)點(diǎn)當(dāng)前的緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)量Rb以及數(shù)據(jù)量的增量AIV節(jié)點(diǎn)上行帶寬方面，選取節(jié)點(diǎn)固有的上行帶寬Ua，當(dāng)前上行帶寬的利用量Uu和節(jié)點(diǎn)剩余上行帶寬隊(duì)中任意兩個(gè)或者三個(gè)作為模糊變量。(2)模糊規(guī)則設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)模糊規(guī)則前需要將模糊變量進(jìn)行模糊化。在進(jìn)行模糊化時(shí)，需要確定模糊決策的精度。依據(jù)模糊決策的精度以及變量對(duì)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)調(diào)度影響的強(qiáng)度設(shè)計(jì)模糊化原則，也即輸出的精度越高，則模糊化后產(chǎn)生的狀態(tài)越多；變量對(duì)于系統(tǒng)性能的影響越大，則模糊化產(chǎn)生的狀態(tài)越多。在確定了節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)數(shù)量之后，需要模糊變量根據(jù)各個(gè)狀態(tài)組合實(shí)際的對(duì)系統(tǒng)的影響設(shè)置模糊決策。由于對(duì)鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)請(qǐng)求與對(duì)服務(wù)器數(shù)據(jù)請(qǐng)求的目標(biāo)不同，設(shè)計(jì)不同的模糊規(guī)則表以適應(yīng)不同的目標(biāo)。(3)模糊決策的產(chǎn)生數(shù)據(jù)調(diào)度中，在一輪調(diào)度開(kāi)始時(shí)，節(jié)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)其緩沖區(qū)中當(dāng)前的數(shù)據(jù)量Rb;并計(jì)算緩沖區(qū)中數(shù)據(jù)量的增量表示ARb ;節(jié)點(diǎn)的上行帶寬總量Ua，為固定值；節(jié)點(diǎn)當(dāng)前上行帶寬利用量叫可以通過(guò)對(duì)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)得到；節(jié)點(diǎn)剩余上行帶寬隊(duì)可以通過(guò)以上二值相減得到。得到這些信息后依據(jù)模糊化規(guī)則產(chǎn)生模糊狀態(tài)，并由模糊狀態(tài)依據(jù)模糊規(guī)則得到模糊決策。(4)對(duì)鄰居節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)請(qǐng)求對(duì)鄰居節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)請(qǐng)求的控制系統(tǒng)框圖如圖2所示，流程圖如圖3所示。節(jié)點(diǎn)首先統(tǒng)計(jì)其上輪調(diào)度中對(duì)鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)請(qǐng)求Qkk的數(shù)據(jù)接收量Q。，并取誤差％ = Qee-Qc ;而在節(jié)點(diǎn)能夠從鄰居節(jié)點(diǎn)收到全部的數(shù)據(jù)請(qǐng)求時(shí)，鄰居節(jié)點(diǎn)尚有剩余的上行帶寬為本節(jié)點(diǎn)提供服務(wù)，但無(wú)法準(zhǔn)確估計(jì)鄰居節(jié)點(diǎn)尚有多少剩余帶寬能為自己服務(wù)，采用誤差估計(jì)步長(zhǎng)-C來(lái)估計(jì)誤差信號(hào)eI; C > O。節(jié)點(diǎn)在計(jì)算本輪調(diào)度向鄰居節(jié)點(diǎn)最大數(shù)據(jù)請(qǐng)求量時(shí)，以上輪調(diào)度數(shù)據(jù)接收量Qkk為基礎(chǔ)，采用模糊比例控制的方式實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)方程為Qk (η) =f\(·)=
;其中4(·)的變量為模糊變量，輸出為模糊決策，H1為控制參數(shù)。節(jié)點(diǎn)在計(jì)算出對(duì)鄰居節(jié)點(diǎn)的最大請(qǐng)求量時(shí)，節(jié)點(diǎn)在鄰居節(jié)點(diǎn)最大請(qǐng)求量的范圍內(nèi)對(duì)需要請(qǐng)求的數(shù)據(jù)片在所有鄰居節(jié)點(diǎn)間進(jìn)行分配。分配后的節(jié)點(diǎn)向此鄰居節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求數(shù)據(jù)片的數(shù)量即為節(jié)點(diǎn)對(duì)鄰居節(jié)點(diǎn)的實(shí)際請(qǐng)求量QKK。(5)對(duì)服務(wù)器數(shù)據(jù)請(qǐng)求對(duì)服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)請(qǐng)求的控制系統(tǒng)框圖如圖4所示，流程圖如圖5所示。節(jié)點(diǎn)在分配完向鄰居節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)請(qǐng)求后，計(jì)算節(jié)點(diǎn)是否向服務(wù)器請(qǐng)求數(shù)據(jù)。在依據(jù)模糊狀態(tài)判斷節(jié)點(diǎn)需要向服務(wù)器請(qǐng)求數(shù)據(jù)時(shí)，節(jié)點(diǎn)需要判斷需要向服務(wù)器請(qǐng)求多少數(shù)據(jù)，由
于向服務(wù)器請(qǐng)求數(shù)據(jù)的判斷依據(jù)是節(jié)點(diǎn)上輪接收數(shù)據(jù)的量
權(quán)利要求
1.一種基于模糊控制的P2P流媒體數(shù)據(jù)調(diào)度方法，該方法基于模糊控制策略處理P2P網(wǎng)絡(luò)中鄰居節(jié)點(diǎn)之間對(duì)流媒體點(diǎn)播的數(shù)據(jù)調(diào)度，所述方法包含 步驟1，調(diào)度周期開(kāi)始，流媒體請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)其當(dāng)前運(yùn)行模糊變量的值； 步驟2，根據(jù)模糊控制策略處理模糊變量值得到模糊決策； 步驟3，利用模糊決策計(jì)算該媒體請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)向鄰居節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求的數(shù)據(jù)量，并發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求； 步驟4，如果所述鄰居節(jié)點(diǎn)不能滿足媒體請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)的需求，則基于模糊決策啟動(dòng)對(duì)服務(wù)器的數(shù)據(jù)請(qǐng)求； 其中，所述流媒體請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)依據(jù)該節(jié)點(diǎn)的緩沖區(qū)狀態(tài)信息和上行帶寬狀態(tài)信息選取模糊變量。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于模糊控制的P2P流媒體數(shù)據(jù)調(diào)度方法，其特征在于，所述模糊變量包含流媒體請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)當(dāng)前的緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)量成、數(shù)據(jù)量的增量ARb、固有的上行帶寬UA，當(dāng)前上行帶寬的利用量Uu和節(jié)點(diǎn)剩余上行帶寬UL。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于模糊控制的P2P流媒體數(shù)據(jù)調(diào)度方法，其特征在于，所述模糊決策步驟為 用于將模糊變量的值根據(jù)語(yǔ)言值模糊子集進(jìn)行模糊化得到模糊值的步驟； 用于將模糊值進(jìn)行模糊推理，輸出被控量模糊決策的步驟； 用于對(duì)被控量決策反模糊化輸出本輪調(diào)度的模糊決策的步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的基于模糊控制的P2P流媒體數(shù)據(jù)調(diào)度方法，其特征在于，步驟3所述數(shù)據(jù)請(qǐng)求量采用如下公式計(jì)算 Qe (n) = Qee (η-1) - n J1 ( ·)巧其中，f\( ·)為非線性函數(shù)，其輸出用模糊決策來(lái)估計(jì)；H1為控制比例系數(shù)；ei為上輪調(diào)度中流媒體請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)向其鄰居節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求的誤差信號(hào)；QKK(n-l)為流媒體請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)上輪調(diào)度中向鄰居節(jié)點(diǎn)的實(shí)際請(qǐng)求的流媒體信息的數(shù)據(jù)量；QK(n)為流媒體請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)在本輪向鄰居節(jié)點(diǎn)的最大請(qǐng)求量。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于模糊控制的P2P流媒體數(shù)據(jù)調(diào)度方法，其特征在于，步驟4所述的數(shù)據(jù)請(qǐng)求量采用如下公式計(jì)算 Qrs (n) = nEfE( * )eE ； 其中，！^為控制比例系數(shù)；fE(·)為非線性函數(shù)，其值用模糊決策來(lái)估計(jì)；％為上輪調(diào)度和本輪調(diào)度中流媒體請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)請(qǐng)求量與播放需求數(shù)據(jù)量之差的最大值，稱為誤差信號(hào)，Qks(η)為流媒體請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)向服務(wù)器請(qǐng)求的數(shù)據(jù)量。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于模糊控制的P2P流媒體數(shù)據(jù)調(diào)度方法，其特征在于，所述步驟3進(jìn)一步包含如下子步驟 根據(jù)媒體請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)請(qǐng)求信息與數(shù)據(jù)接收信息，計(jì)算誤差信號(hào)； 根據(jù)模糊規(guī)則計(jì)算對(duì)鄰居節(jié)點(diǎn)的最大請(qǐng)求量； 根據(jù)最大請(qǐng)求量向鄰居節(jié)點(diǎn)分配數(shù)據(jù)請(qǐng)求； 向鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求，并接收數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于模糊控制的P2P流媒體數(shù)據(jù)調(diào)度方法，其特征在于，所述步驟4進(jìn)一步包含如下子步驟計(jì)算流媒體請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)上輪調(diào)度周期向鄰居節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求的總數(shù)據(jù)量及本輪向鄰居節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求的總數(shù)據(jù)量； 計(jì)算誤差號(hào)e ； 根據(jù)模糊規(guī)則產(chǎn)生該流媒體請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)對(duì)服務(wù)器請(qǐng)求的輸入量； 節(jié)點(diǎn)根據(jù)上輪對(duì)服務(wù)器請(qǐng)求的信息計(jì)算本輪對(duì)服務(wù)器的請(qǐng)求量； 發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求，接收數(shù)據(jù)。
其中，所述e計(jì)算公式如下eI 一 Qre-Qc 其中，Qee為流媒體請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)上輪調(diào)度中的實(shí)際請(qǐng)求量；Q。為流媒體請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)上輪調(diào)度中的實(shí)際接收量，ex為上輪調(diào)度中流媒體請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)向其鄰居節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求的誤差信號(hào)。
8.一種基于模糊控制的P2P流媒體數(shù)據(jù)調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于，所述節(jié)點(diǎn)基于模糊控制策略處理P2P流媒體點(diǎn)播的數(shù)據(jù)調(diào)度，包含 設(shè)置有基于模糊控制器生成流媒體請(qǐng)求量的若干節(jié)點(diǎn)；和 為節(jié)點(diǎn)提供數(shù)據(jù)服務(wù)的服務(wù)器； 所述節(jié)點(diǎn)中的流媒體請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)用于，調(diào)度周期開(kāi)始時(shí)統(tǒng)計(jì)其當(dāng)前運(yùn)行模糊變量的值；根據(jù)模糊控制策略處理模糊變量值得到模糊決策；利用模糊決策計(jì)算該媒體請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)請(qǐng)求量，并發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求； 所述服務(wù)器用于如果所述節(jié)點(diǎn)不能滿足媒體請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)的需求，則基于模糊決策啟動(dòng)對(duì)服務(wù)器的數(shù)據(jù)請(qǐng)求，向流媒體請(qǐng)求服務(wù)器發(fā)送其需求的流媒體內(nèi)容。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于模糊控制的P2P流媒體數(shù)據(jù)調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于，所述流媒體請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)向鄰居節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)請(qǐng)求量采用如下公式計(jì)算Qe (n) = Qee (η-1) - n J1 ( ·)巧其中，fj ·)為非線性函數(shù)，其輸出用模糊決策來(lái)估計(jì)；H1為控制比例系數(shù)，ex為誤差信號(hào)，QEE(n-l)為流媒體請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)上輪調(diào)度中向鄰居節(jié)點(diǎn)的實(shí)際請(qǐng)求的流媒體信息的數(shù)據(jù)量，Qe(η)為流媒體請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)在本輪向鄰居節(jié)點(diǎn)的最大請(qǐng)求量。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于模糊控制的P2P流媒體數(shù)據(jù)調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于，所述的節(jié)點(diǎn)向服務(wù)器的數(shù)據(jù)請(qǐng)求量采用如下公式計(jì)算Qrs (n) = nEfE( * )eE ； 其中，！^為控制比例系數(shù)；fE(·)為非線性函數(shù)，其值用模糊決策來(lái)估計(jì)；％為上輪調(diào)度和本輪調(diào)度中流媒體請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)請(qǐng)求與播放需求之差的最大值，并且eE > 0，稱為誤差信號(hào)，Qks(η)為劉媒體請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)向服務(wù)器請(qǐng)求的數(shù)據(jù)量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于模糊控制的P2P流媒體數(shù)據(jù)調(diào)度方法，該方法基于模糊控制策略處理P2P流媒體點(diǎn)播的數(shù)據(jù)調(diào)度，所述方法包含步驟1，調(diào)度周期開(kāi)始，流媒體請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)其當(dāng)前運(yùn)行模糊變量的值；步驟2，根據(jù)模糊控制策略處理模糊變量值得到模糊決策；步驟3，利用模糊決策計(jì)算該媒體請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)請(qǐng)求量，并發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求；步驟4，如果所述鄰居節(jié)點(diǎn)不能滿足媒體請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)的需求，則基于模糊決策啟動(dòng)對(duì)服務(wù)器的數(shù)據(jù)請(qǐng)求；其中，根據(jù)流媒體請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)依據(jù)鄰居節(jié)點(diǎn)緩沖區(qū)中缺少的數(shù)據(jù)塊和提供所述數(shù)據(jù)塊所需的上行帶寬選取模糊變量。本發(fā)明提高系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)整體的上行帶寬利用，并降低服務(wù)器負(fù)載，提高服務(wù)器上行帶寬利用效率。
文檔編號(hào)H04L12/861GK102904832SQ201110211478
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2011年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月27日
發(fā)明者王勁林, 李曉林, 尤佳莉, 蘇杭, 鄭鵬飛 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所