基于用戶體驗(yàn)評(píng)價(jià)模型的最優(yōu)路由選擇算法

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1、基于用戶體驗(yàn)評(píng)價(jià)模型的最優(yōu)路由選擇算法:X絡(luò)視音頻業(yè)務(wù)的興起使X絡(luò)運(yùn)營(yíng)商和服務(wù)提供商更加關(guān)注視音頻的用戶體驗(yàn)（QoE），而傳統(tǒng)的路由算法只能保證所選路徑的服務(wù)質(zhì)量（QoS）參數(shù)，如延遲、抖動(dòng)等滿足QoS約束的需求，并不能直接反映QoE的信息，從而不能保證所選路徑滿足QoE需求?；赒oE評(píng)價(jià)模型，給出以QoE為目標(biāo)的最優(yōu)路由選擇算法。通過(guò)分析QoE表征參數(shù)與傳統(tǒng)QoS參數(shù)的關(guān)系，利用QoE表征參數(shù)可分解性和QoE表征值非遞減性兩個(gè)性質(zhì)，給出多項(xiàng)式時(shí)間復(fù)雜度為O(VlogV+E)的QoE_DSP算法。實(shí)驗(yàn)和分析表明，該算法能保證所得路徑滿足QoE需求，同時(shí)具有良好的計(jì)算擴(kuò)展性?！　￡P(guān)鍵詞:

2、用戶體驗(yàn)路由算法；最優(yōu)路由；參數(shù)分解；用戶體驗(yàn)?zāi)Ｐ汀　?TP393.06文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A英文標(biāo)題　　引言　　目前IP協(xié)議在路由選擇時(shí)只依據(jù)單個(gè)X絡(luò)參數(shù)，如最短時(shí)延或最少跳數(shù)確定轉(zhuǎn)發(fā)路徑，忽略了X絡(luò)資源、路徑費(fèi)用、用戶主觀感受等其他參數(shù)。而服務(wù)質(zhì)量（QualityofService，QoS）多約束路由選擇算法，根據(jù)QoS各參數(shù)的重要程度給出QoS約束條件，然后路由選擇滿足約束條件的路徑，從而改善了路由選擇單一性的問(wèn)題。然而以QoS為目標(biāo)的路由只能保證所選路徑的QoS參數(shù)，如延遲、抖動(dòng)等滿足QoS約束的需求，并不能直接反映用戶體驗(yàn)（QualityofuserExperience,QoE）的信息

3、，從而不能保證所選路徑滿足QoE的需求。通常，用戶并不關(guān)心X絡(luò)提供的服務(wù)是如何構(gòu)成和如何實(shí)現(xiàn)的，也就是說(shuō)對(duì)用戶而言關(guān)注各種QoS參數(shù)也沒(méi)有多大實(shí)際意義，他們只關(guān)心服務(wù)的QoE。　　本文基于QoE評(píng)價(jià)模型［1］，提出一種以QoE為目標(biāo)的最優(yōu)路由選擇算法，其不僅關(guān)注QoS各參數(shù)的重要程度，更關(guān)注QoS參數(shù)所反映的QoE是否滿足用戶需求，即QoE最優(yōu)路由選擇能保證所得路徑滿足QoE的需求，從而為用戶提供準(zhǔn)確的服務(wù)質(zhì)量。第一節(jié)為路由算法的相關(guān)工作；第二節(jié)為基于QoE評(píng)價(jià)模型的最優(yōu)路由選擇問(wèn)題的定義；第三部分為QoE最優(yōu)路由選擇問(wèn)題研究分析；第四部分為具體算法說(shuō)明與舉例，第五部分為算法性能分析；第

4、六部分為對(duì)QoE最優(yōu)路由算法總結(jié)和未來(lái)展望?！　?相關(guān)工作　　現(xiàn)有路由算法主要是針對(duì)QoS參數(shù)的多約束路由算法，大致分為：1）多項(xiàng)式非啟發(fā)式算法。在文獻(xiàn)［2］中，使用Dijkstra最短路徑樹算法實(shí)現(xiàn)了帶寬延遲受限的源路由求解。首先在X絡(luò)拓?fù)鋱D中將帶寬不足要求的鏈路剪除掉，然后再以延遲為關(guān)鍵字使用最短路徑樹算法計(jì)算，這樣求得的路徑滿足帶寬約束并具有最短延遲。趙海雁等［3］使用Dijkstra最短路徑樹算法實(shí)現(xiàn)了時(shí)延、成本受限的求解。主要通過(guò)將原問(wèn)題轉(zhuǎn)化為該問(wèn)題的一個(gè)子問(wèn)題來(lái)進(jìn)行研究求解，而非真正解決QoS多約束路由問(wèn)題。2）各類啟發(fā)式算法。TurgayKorkmaz和MarultiCo

5、nstraintPath,MCP)問(wèn)題的解的子集，從而能保證利用該算法得到解，則該解就是滿足原問(wèn)題的解。3）單混合參數(shù)算法。以上算法只是簡(jiǎn)單地分開考慮QoS參數(shù)是否滿足給定約束條件，并尋找滿足要求的路徑，其算法效率都受到一定的影響，于是文獻(xiàn)［6］提出了各種單混合參數(shù)的思想，并出現(xiàn)了文獻(xiàn)［7-14］的算法，其中文獻(xiàn)［15］中的SAMCRA算法較好地解決了混合參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)的路由選擇問(wèn)題?！　∩鲜鏊惴ǖ难芯慷际菄@客觀QoS參數(shù)，通過(guò)各種技巧提高算法性能，從而達(dá)到提升X絡(luò)性能和資源利用率的目的，然而這些研究都忽略了用戶這一最重要的評(píng)價(jià)因素，導(dǎo)致這些算法在路由選擇時(shí)沒(méi)有考慮所選路徑是否滿足用戶真正

6、關(guān)注的QoE需求，從而不能保證所選路徑滿足QoE的需求。相比較而言，以用戶體驗(yàn)值QoE為目標(biāo)的路由選擇算法，其在路由選擇時(shí)則始終關(guān)注QoE的需求，從而保證所得路徑滿足QoE的需求。然而關(guān)于QoE路由算法的研究目前幾乎沒(méi)有，所以對(duì)以QoE體驗(yàn)值為目標(biāo)的路由選擇問(wèn)題研究是必要的和緊迫的。本文將根據(jù)文獻(xiàn)［1］提出的QoE評(píng)價(jià)模型對(duì)QoE路由算法進(jìn)行研究?！　〉?0期張大陸等：基于用戶體驗(yàn)評(píng)價(jià)模型的最優(yōu)路由選擇算法計(jì)算機(jī)應(yīng)用第32卷2基于QoE評(píng)價(jià)模型的最優(yōu)路由選擇問(wèn)題的定義　　2.1QoE評(píng)價(jià)模型　　在文獻(xiàn)［1］中，對(duì)QoE的評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了較詳細(xì)的討論，并通過(guò)回歸分析建立QoS與H.264，M

7、PEG4視頻QoE之間的映射模型，并確定相應(yīng)的模型系數(shù)，在不失一般性的前提下，給出如下擴(kuò)展形式：