基于用戶體驗(yàn)的交互式虛擬系統(tǒng)有效信息反饋融合模型設(shè)計(jì)

胡燕

摘? 要： 針對(duì)傳統(tǒng)的交互式虛擬系統(tǒng)有效信息反饋融合模型因有效子載波過(guò)少，嚴(yán)重影響反饋融合增益。為此，提出基于用戶體驗(yàn)的交互式虛擬系統(tǒng)有效信息反饋融合模型設(shè)計(jì)。首先根據(jù)用戶體驗(yàn)中的組合元素設(shè)計(jì)兩種主要方式獲取有效信息，訓(xùn)練對(duì)交互式虛擬系統(tǒng)中的上下行信道，完成訓(xùn)練的信道中反饋有效信息，然后根據(jù)用戶接收解碼誤差判斷反饋是否成功，同時(shí)通過(guò)計(jì)算不同源信息中的數(shù)據(jù)簇的信任值，融合反饋的有效信息，完成有效信息反饋融合模型設(shè)計(jì)。最后設(shè)計(jì)仿真實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，與傳統(tǒng)的有效信息反饋融合模型相比，設(shè)計(jì)的基于用戶體驗(yàn)的交互式虛擬系統(tǒng)有效信息反饋融合模型中的有效子載波更多，反饋融合增益得到了保證。

關(guān)鍵詞： 反饋融合模型; 交互式虛擬系統(tǒng); 用戶體驗(yàn); 信息獲取; 信道訓(xùn)練; 模型設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)： TN911?34? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)： 1004?373X（2020）22?0161?04

Abstract： Because of the lack of effective subcarriers in the traditional interactive virtual system， the feedback fusion gain is seriously affected. Therefore， an effective information feedback fusion model of interactive virtual system based on user experience is proposed. According to the combination elements in the user experience， two main ways are designed to obtain the effective information， train the uplink and downlink channels in the interactive virtual system， complete the feedback of the effective information in the trained channel， and then judge whether the feedback is successful according to the user′s receiving decoding error. The feedback effective information is integrated to complete design of effective information feedback fusion model by calculating the trust value of the data cluster in the different source information. The results of the simulation experiment show that， in comparison with the traditional effective information feedback fusion model， the effective information feedback fusion model of interactive virtual system based on user experience has more effective subcarriers and can guarantee the feedback fusion gain more effectively.

Keywords： feedback fusion model; interactive virtual system; user experience; information acquisition; channel training; model design

0? 引? 言

隨著網(wǎng)絡(luò)新興技術(shù)的蓬勃發(fā)展，信息化蔓延到人們生活的各個(gè)方面，人們對(duì)于信息的獲取要求快捷、方便，信息用戶的地位發(fā)生了改變[1]。用戶通過(guò)交互式虛擬系統(tǒng)來(lái)達(dá)到信息獲取的目的，在以交互式為本質(zhì)屬性的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，有效信息的提供也由靜態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)態(tài)，即改變了用戶獲取信息的方式，又改變了人們的信息消費(fèi)觀念和消費(fèi)方式[2]。

網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，用戶的信息體驗(yàn)與感知是用戶與交互式虛擬系統(tǒng)交互過(guò)程中的“真實(shí)瞬間”，對(duì)系統(tǒng)、產(chǎn)品、服務(wù)的綜合體會(huì)與感受是用戶內(nèi)在狀態(tài)與系統(tǒng)特征及使用環(huán)境相互作用的產(chǎn)物[3?5]。將其應(yīng)用在交互式虛擬系統(tǒng)有效信息反饋融合模型設(shè)計(jì)中，得到用戶的真實(shí)感受，反應(yīng)用戶在系統(tǒng)交互過(guò)程中的客觀心理，便于對(duì)系統(tǒng)分析這些因素與有效信息的內(nèi)在聯(lián)系，從而通過(guò)反饋融合模型傳達(dá)給用戶，提高用戶的滿意度，促進(jìn)交互式虛擬系統(tǒng)更好的發(fā)展。同時(shí)也解決傳統(tǒng)的交互式虛擬系統(tǒng)有效信息反饋融合模型中存在的有效子載波過(guò)少的問(wèn)題，更好地為用戶分配合適的信道資源，保證反饋融合增益。

1? 交互式虛擬系統(tǒng)有效信息反饋融合模型設(shè)計(jì)

1.1? 基于用戶體驗(yàn)的有效信息獲取

在交互式虛擬系統(tǒng)中，用戶體驗(yàn)分析對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)作和評(píng)價(jià)有著比較大的影響，用戶體驗(yàn)的有效信息獲取是基于交互式虛擬系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、用戶調(diào)查等數(shù)據(jù)，并借助大數(shù)據(jù)分析技術(shù)和部署的采集分析工具實(shí)現(xiàn)。

分析用戶在與交互式虛擬系統(tǒng)進(jìn)行交互時(shí)的實(shí)際情況，結(jié)合用戶體驗(yàn)中的組成元素獲取多種有效信息。用戶體驗(yàn)包含的元素如圖1所示。

圖中描述了用戶體驗(yàn)的組成元素，將其作為采集有效信息的依據(jù)，采用兩種不同的方式采集基于用戶體驗(yàn)的有效信息。一種是使用libpcap數(shù)據(jù)包捕獲函數(shù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶體驗(yàn)中產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的捕獲，另一種是基于系統(tǒng)前端設(shè)置的傳感器獲取用戶在使用過(guò)程中的外在有效信息。

在系統(tǒng)中安裝libpcap函數(shù)庫(kù)，根據(jù)提供的pcap_read（），pcap_open_live（）和pcap_setfilter（）三個(gè)函數(shù)設(shè)置過(guò)濾器，通過(guò)編譯、優(yōu)化和調(diào)試完成過(guò)濾規(guī)則表達(dá)式的設(shè)置[6]。在用戶的本地網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置檢測(cè)部分，打開(kāi)套接口，調(diào)用SIO*ioctl來(lái)獲取套接口狀態(tài)，通過(guò)pcap_lookupdev（）和pcap_lookupnet（）等函數(shù)，達(dá)到檢測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)置的目的[7?9]。選擇需要捕獲信息的網(wǎng)絡(luò)接口，初始化pcap，利用libpcap訪問(wèn)數(shù)據(jù)鏈路層，捕獲所需數(shù)據(jù)。

通過(guò)傳感器獲取的信息則是將前端傳感器采集的信息傳送至匯聚節(jié)點(diǎn)，再通過(guò)匯聚節(jié)點(diǎn)將信息傳送至網(wǎng)絡(luò)中，達(dá)到采集用戶信息的目的。傳感器采集信息流程如圖2所示。

1.2? 基于信道的有效信息反饋

在交互式虛擬系統(tǒng)中，有效信息的反饋需要利用上行信道和下行信道，兩個(gè)信道之間存在互易性，實(shí)時(shí)獲取信道的狀態(tài)信息是有效信息反饋的一個(gè)重要保障[10]。在有效信息反饋過(guò)程中信道的狀態(tài)嚴(yán)重影響反饋增益，因此對(duì)信道進(jìn)行訓(xùn)練，保證信道始終處于良好的狀態(tài)。

假設(shè)有效信息在信道內(nèi)傳輸其正交導(dǎo)頻矩陣[Kε]維數(shù)為[Qt×ηt]，[ηt]表示信道，[Qt]表示導(dǎo)頻，[ε]表示系數(shù)。當(dāng)[ηt>εQt]時(shí)，計(jì)算接收到的信號(hào)，根據(jù)接收到的信號(hào)計(jì)算出信道矩陣的最小均方誤差來(lái)衡量信道質(zhì)量[11]。公式如下：

1.3? 融合多源有效信息

融合模型的目標(biāo)是交互式虛擬系統(tǒng)中的反饋給用戶的有效信息，假設(shè)兩組有效信息中存在多個(gè)數(shù)據(jù)簇，并且數(shù)據(jù)簇內(nèi)由多個(gè)簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)，利用正態(tài)分布函數(shù)計(jì)算節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)一致度，根據(jù)一致度計(jì)算數(shù)據(jù)的信任值，依據(jù)數(shù)據(jù)的平均一致度得到數(shù)據(jù)簇節(jié)點(diǎn)成功交互數(shù)據(jù)百分比，計(jì)算數(shù)據(jù)簇節(jié)點(diǎn)之間的通信信任百分比。將數(shù)據(jù)簇內(nèi)的單個(gè)節(jié)點(diǎn)及其鄰居節(jié)點(diǎn)的信任值作為響應(yīng)，計(jì)算出數(shù)據(jù)簇之間的反饋信任值。結(jié)合通信信任值和反饋信任值獲得綜合反饋信任值[14]。根據(jù)綜合反饋信任值融合兩組信息。在數(shù)據(jù)簇頭節(jié)點(diǎn)去除不可靠數(shù)據(jù)后進(jìn)行融合，根據(jù)節(jié)點(diǎn)的信任值進(jìn)行加權(quán)計(jì)算，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)簇頭之間的融合。兩組數(shù)據(jù)簇之間的融合通過(guò)數(shù)據(jù)簇之間的信任管理判斷簇頭的信任狀態(tài)，若數(shù)據(jù)簇頭為信任狀態(tài)，則數(shù)據(jù)簇之間按照上述過(guò)程實(shí)現(xiàn)融合;反之，若數(shù)據(jù)簇頭為非信任狀態(tài)，則不融合此數(shù)據(jù)，進(jìn)行下一次匹配。交互式虛擬系統(tǒng)有效信息反饋融合模型框架見(jiàn)圖3。

通過(guò)上述過(guò)程將不同來(lái)源的有效信息融合，通過(guò)統(tǒng)一的信道途徑反饋給用戶，達(dá)到有效信息反饋融合的目的，完成基于用戶體驗(yàn)的交互式虛擬系統(tǒng)有效信息反饋融合模型設(shè)計(jì)。

2? 仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析

2.1? 信息傳輸信道設(shè)置

為了更好地研究交互式虛擬系統(tǒng)有效信息反饋融合模型，測(cè)試基于512點(diǎn)FFT的仿真環(huán)境下進(jìn)行，設(shè)置512點(diǎn)FFT中的有效頻點(diǎn)為300，零頻點(diǎn)1個(gè)，剩余高頻部分補(bǔ)0。交互式虛擬系統(tǒng)有效信息反饋融合信道采用Jakes多徑信道，該信道參數(shù)如表1所示。在以上信道中使用Matlab進(jìn)行模型中的有效子載波數(shù)量檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，同時(shí)引用傳統(tǒng)的交互式虛擬系統(tǒng)有效信息反饋融合模型，在相同的信道中測(cè)試有效子載波數(shù)量，統(tǒng)計(jì)兩組實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

2.2? 信道均方誤差調(diào)整

在測(cè)試之前，檢驗(yàn)反饋對(duì)信道值的均方誤差是否滿足后續(xù)對(duì)比測(cè)試需求，使用Matlab軟件來(lái)估計(jì)均方誤差。假設(shè)循環(huán)前綴已經(jīng)消除了時(shí)間彌散信道帶來(lái)的符號(hào)間的干擾，保證子載波之間的正交性，且信道為慢衰落信道，則信道值的均方誤差測(cè)試結(jié)果如圖4所示。

2.3? 有效子載波檢測(cè)結(jié)果及分析

當(dāng)信道值均方誤差滿足測(cè)試需求，在設(shè)置好的信息傳輸信道中使用第三方軟件檢測(cè)不同的有效信息反饋融合模型中的有效子載波，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖5所示。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果中顯示的深色部分為有效子載波，淺色部分為正常的正交子載波。從圖中能夠明顯看出，提出的信息反饋融合模型中的有效子載波數(shù)量遠(yuǎn)超于傳統(tǒng)的信息反饋融合模型的數(shù)量，兩者之間相差7倍左右，說(shuō)明設(shè)計(jì)的基于用戶體驗(yàn)的交互式虛擬系統(tǒng)有效信息反饋融合模型能夠更好地為用戶分配合適的信息反饋融合信道，保證了反饋融合增益。

3? 結(jié)? 語(yǔ)

交互式虛擬系統(tǒng)的產(chǎn)生是為了更好地向用戶提供服務(wù)，通過(guò)交互式虛擬系統(tǒng)有效信息反饋模型能夠及時(shí)獲得用戶的反饋，第一時(shí)間對(duì)系統(tǒng)的功能進(jìn)行調(diào)整，但是傳統(tǒng)的模型中存在一些弊端，因此，設(shè)計(jì)基于用戶體驗(yàn)的交互式虛擬系統(tǒng)有效信息反饋融合模型，并設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，比較兩者的優(yōu)劣情況。通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)證明了設(shè)計(jì)的有效信息反饋融合模型有效地解決了傳統(tǒng)模型中存在的問(wèn)題，為后續(xù)的研究與發(fā)展提供了一定幫助。

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