[发明专利]基于区块链的边缘计算视频流转码方法

说明书

本发明提出一种基于区块链的边缘计算视频流转码方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：对于每一转码器，将视频转码卸载调度、资源分配和块大小规模表述为一个优化问题，用于通过进行局部优化实现平均转码服务利润最大化，形成初始化的本地解决方案；步骤S2：将所述本地解决方案发送到智能合约中，并记录在区块链上，以达成全球共识；步骤S3：基于ADMM计算奖惩并更新解决方案，将每个转码器完成卸载调度，并通过MEC服务器进行资源配置和块大小自适应，以执行MEC节点上的视频转码编码。其解决诉诸于移动边缘计算(MEC)的计算密集型转编码问题，并考虑了底层区块链的自适应块大小方案。

技术领域

本发明涉及视频转码、区块链和边缘计算技术领域，尤其涉及一种基于区块链的边缘计算视频流转码方法。

背景技术

在新兴网络平台上发布的源视频流仍然需要被转换成多种表示(例如，不同比特率、分辨率、质量、视频编解码器等），以满足异构移动设备、网络和用户偏好。然而，视频转码是计算密集和消耗能量的，这对转码器的计算能力和存储可用性提出了非常高的需求，特别是在这些新兴的视频分发平台上，转码器的选择并不考虑转码能力。

此外，区块链的块大小对基于区块链的系统的性能有重大影响，该系统应该在基于区块链的视频流系统中仔细设计。虽然在传统视频流服务的视频转换编码方面已经做了许多优秀的工作，但基本都没有考虑到基于区块链的视频流。

发明内容

为了克服现有技术当中存在的缺陷和不足，本发明提出了一种新型的基于区块链的边缘计算视频流转码方法。以解决诉诸于移动边缘计算(MEC)的计算密集型转编码问题，并考虑了底层区块链的自适应块大小方案。

其具体采用以下技术方案：

一种基于区块链的边缘计算视频流转码方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：对于每一转码器，将视频转码卸载调度、资源分配和块大小规模表述为一个优化问题，用于通过进行局部优化实现平均转码服务利润最大化，形成初始化的本地解决方案；

步骤S2：将所述本地解决方案发送到智能合约中，并记录在区块链上，以达成全球共识；

步骤S3：基于ADMM计算奖惩并更新解决方案，将每个转码器完成卸载调度，并通过MEC服务器进行资源配置和块大小自适应，以执行MEC节点上的视频转码编码。

进一步地，从MEC服务器，每一个转码器允许视频转码任务有两种卸载模式作为两种选项，一种是卸载到附近的区基站SBS，另一种卸载到设备D2D用户；并采集信道状态信息CSI。

进一步地，转码器将全部任务卸载到服务的区基站SBS时，MEC服务器将多个CPU核心分配给服务的区基站SBS以完成转码作业。

进一步地，如有存在受挑战数据段或者被质疑，则调用验证部分，完成后写入区块链；宏基站MBS和区基站SBS通过加入区块链系统记录事务。

进一步地，通过中继节点和/或高速缓存节点输出转码流。

进一步地，所述优化问题包括优化变量(SB、σ、c、b)，分别对应：块大小SB、卸载模式σ_vm∈{0、v}、∀m、v}，以及每个卸载模式{bνm^((0) )、b_kνm^((1) )∈[0、1]、∀m、v 、k}的频谱配置文件；并受以下约束：

（1）卸载调度约束：每个转换码器只能选择一种卸载模式 ，即模式0，σ_vm=0或模式1，σvm=1；分别对应卸载到附近的区基站SBS和卸载到设备D2D用户

（2）计算资源分配约束：分配给区基站SBS的CPU核的总和不应超过可用的总数C；

（3）频谱分配约束：分配给SBS/D2D节点与换码器之间所有下行链路的频谱总和不能超过总可用频谱BS/BU；

（4）延迟约束：在转码上花费的总延迟应满足延迟要求tvm ；

（5）块大小限制约束：块大小不应超过块大小限制。