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Henry Chan
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Quality-of-Experience Optimization for a Cloud Gaming System With <italic>Ad Hoc</italic> Cloudlet Assistance

Wei Cai et al.Jul 21, 2015
Cloud gaming systems host the game in the cloud, while Gameplays and views are streamed to the players' terminals in the form of encoded video frames. To address the high-bandwidth issue of real-time gaming video transmission, we have proposed a cloudlet-assisted multiplayer cloud gaming system to encourage cooperative video sharing, which exploits the similarities of video frames among multiple players in the same crowd playing the same game via a secondary ad hoc network. In this paper, we provide a detailed modeling of the proposed system, including the correlation between video frames, mobility of terminal devices, and diversity of network quality of service for distinct players. With necessary mathematical formulations, we study the players' behaviors regarding the cooperative sharing patterns to optimize the system performance in terms of the quality of users' experience. Also, heuristic algorithms are proposed to reduce the computational complexity. Empirical study and trace-driven simulation results illustrate the impact of mobility on the system performance and show that the proposed solution is able to provide better quality of experience compared with the existing platform.
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Cognitive Resource Optimization for the Decomposed Cloud Gaming Platform

Wei Cai et al.Jul 15, 2015
Contrary to conventional gaming-on-demand services that stream gaming video from cloud to players' terminals, a decomposed cloud gaming platform supports flexible migrations of gaming components between the cloud server and the players' terminals. In this paper, we present the design and implementation of the proposed decomposed gaming system. The cognitive resource optimization of the system under distinct targets, including the minimization of cloud, network, and terminal resources and response delay, subject to quality of service (QoS) assurance, is formulated as a graph partitioning problem that is solved by exhaustive searches. Simulations and experimental results demonstrate the feasibility of cognitive resource management in a cloud gaming system to efficiently adapt to variations in the service environments, such as increasing the number of supported devices and reducing the network bandwidth consumption of user terminals, while satisfying different QoS requirements for gaming sessions. We also suggest two heuristic algorithms based on local greedy and genetic algorithm approaches, which can potentially provide scalable but suboptimal solutions in large-scale implementations.
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Facilitating Serverless Match-based Online Games with Novel Blockchain Technologies

Feijie Wu et al.Feb 23, 2023
Applying peer-to-peer (P2P) architecture to online video games has already attracted both academic and industrial interests, since it removes the need for expensive server maintenance. However, there are two major issues preventing the use of a P2P architecture, namely how to provide an effective distributed data storage solution, and how to tackle potential cheating behaviors. Inspired by emerging blockchain techniques, we propose a novel consensus model called Proof-of-Play (PoP) to provide a decentralized data storage system that incorporates an anti-cheating mechanism for P2P games, by rewarding players that interact with the game as intended, along with consideration of security measures to address the Nothing-at-stake Problem and the Long-range Attack. To validate our design, we utilize a game-theory model to show that under certain assumptions, the integrity of the PoP system would not be undermined due to the best interests of any user. Then, as a proof-of-concept, we developed a P2P game ( Infinity Battle ) to demonstrate how a game can be integrated with PoP in practice. Finally, experiments were conducted to study PoP in comparison with Proof-of-Work (PoW) to show its advantages in various aspects.
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