基于联盟区块链的跨运营商V2V视频内容分享方法

本发明属于网络，具体是一种基于联盟区块链的跨运营商v2v视频内容分享方法。

背景技术：

1、第五代无线网络(5g，5th generation mobile communication technology)为车联网(iov，internet of vehicles)带来了前所未有的连接速度和性能[1]，促进自动驾驶环境感知、道路娱乐等视频应用的飞速发展。由于无线电频谱的稀缺性，仅靠5g基站支持大规模的车载视频服务显得力不从心。另一个问题是车辆高速移动带来的车辆到基础设施(v2i，vehicle to infrastructure)连接频繁切换，降低了视频服务的稳定性。车对车(v2v，vehicle to vehicle)视频内容交付有助于缓解固定基础设施的存储与通信负担、扩大视频内容传输范围、降低内容交付延迟[4]。

2、跨运营商v2v内容分享的目标是构建一个开放、安全、敏捷的车辆交互架构，打破运营商之间的隔阂，将不同运营商的车载内容服务通过区块链和v2x技术深度融合，从而提高车辆内容服务的灵活性和覆盖范围、降低网络基础设施的通信压力。

3、然而，多运营商的v2v视频内容分发将会产生大量的交易记录。若采用传统的单一区块链架构，系统的分布式节点将承担较大的存储和查询负担[11]。与公有链相比，联盟链的数据管理策略具有可定制性，体现在数据处理能力和参与交易验证的节点数量可以根据需求进行升级和扩展。凭借这种优势，联盟链可为跨运营商v2v视频内容交付提供定制化的数据支撑能力。此外，联盟链架构有助于管理协同v2v视频交易下的多方信任问题[3]。与公有链不同，访问联盟链的用户需要经过认证，这就为实现链上成员之间的互信提供了先决条件。联盟区块链具备的防篡改性确保了安全事件的可追溯性，从而规范参与者之间的交易行为[5,6]。

4、尽管联盟链在解决多运营商v2v视频内容交易方面具有许多潜在优势，但仍然存在着一些挑战性问题有待解决：

5、(1)基站与车辆仅能对自己运营商发布的视频进行交易，不同运营商的车辆之间的交易无法得到验证，难以实现跨运营商的价值交换。

6、(2)相比于单运营商的v2v视频服务，跨运营商的v2v视频服务为内容请求者提供了更多的选择。如何选择最优决策方案以最大限度地为请求者节约服务费成本，成为了需要考虑的问题之一。

7、(3)不同运营商车辆之间的交易请求依赖基站进行上传和合约调用。若基站在有效时间内无法协助车辆进行跨运营商的交易上传和验证，必然导致后续的内容交易中断。

8、由于车联网中的高移动性和网络动态性，v2v视频内容交付容易出现传输中断、视频质量不稳定、缓存命中率低等问题。文献[5]提出了一种增强的用户数据报协议，该协议采用视频帧类型的不平等保护来提高车载网络中视频传输的质量。文献[6]中提出了一种有效的视频流机制，它通过选择转播车辆的最小子集来减少干扰，并在vanet中实现高质量的视频传播。文献[7]中提出了一种基于可伸缩分层视频编码技术(svc，scalable videocoding)的自适应视频流方案，以支持高速公路场景中的视频服务。通过车辆中继，请求者可以通过相邻汽车或多跳路径到基站获取视频数据。

9、联盟链架构能够根据实际需求进行设计和定制，可以为车联网应用提供灵活的架构支撑。文献[8]提出了一种基于区块链的协作凭证管理方案，用于空天地一体化车联网中的匿名认证。该方案在服务提供商之间构建了一个联盟区块链来协作管理用户订阅，以进行经过身份验证的网络访问和服务收费。文献[9]设计了一种两层分布式软件定义网络技术(sdn，software defined networks)控制的车辆边缘计算的网络架构，并基于联盟链实现了分布式sdn控制器间网络拓扑信息的可信共享，从而防止信息泄露。一种基于区块链的v2v交易模型在文献[10]中被提出，该文献基于电动汽车组成联盟在特定场所进行v2v电力交易的思路，设计了v2v电力交易的联盟进入策略和匹配机制。

技术实现思路

1、车载网络中的视频内容服务是提高乘客旅行体验的主要应用之一，但存在资源消耗大、传输持续时间长、服务质量(qos，quality of service)要求严格以及归属不同运营商的车辆难以实现安全可信的内容分享的问题。为此，本发明提出了基于联盟链的跨运营商v2v视频内容分发方法，旨在打破不同运营商之间的隔阂。为了提高数据管理效率，本发明将区块链框架构建成了双层联盟区块链。主要设计为，链内进行内容交易账本的维护与共识验证，链间进行参与者的身份管理和智能合约的存储、执行。

2、在该框架下，本发明结合可伸缩视频编码技术(svc，scalable video coding)设计了基于综合匹配度的最优车群选择算法，该算法能够在车辆声誉、v2v连接持续时间和可实现的传输速率的约束下，最大限度地减少服务费成本。

3、同时，提出了跨运营商v2v合约调用机制。通过向基站发放奖励，激励基站快速上传交易数据，从而减少合约调用延迟，避免因跨运营商视频内容交易的响应时长过大而造成交易中断。

技术特征：

1.一种基于联盟区块链的跨运营商v2v视频内容分享方法，其特征是包括：

2.根据权利要求1所述的基于联盟区块链的跨运营商v2v视频内容分享方法，其特征是在步骤2)中，还采用激励机制激励基站快速上传交易数据。

3.根据权利要求1或2所述的基于联盟区块链的跨运营商v2v视频内容分享方法，其特征是所述跨运营商v2v架构的设计包括：

4.根据权利要求2所述的基于联盟区块链的跨运营商v2v视频内容分享方法，其特征是在步骤2)中，激励机制是跨运营商v2v合约调用机制；

技术总结
一种基于联盟区块链的跨运营商V2V视频内容分享方法，首先把块链框架构建成了双层联盟区块链，链内进行内容交易账本的维护与共识验证，链间进行参与者的身份管理和智能合约的存储、执行。在该框架下，结合可伸缩视频编码技术SVC提出基于综合匹配度的最优车群选择算法，在车辆声誉、V2V连接持续时间和可实现的传输速率的约束下，最大限度地减少服务费成本。同时，采用跨运营商V2V合约调用机制。通过向基站发放奖励，激励基站快速上传交易数据，从而减少合约调用延迟，避免因跨运营商视频内容交易的响应时长过大而造成交易中断。

技术研发人员：沈航,刘鑫,王天荆
受保护的技术使用者：南京工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16