CN104641601A - 通过反馈以调整通信网络中的服务质量的体验质量增强 - Google Patents

Abstract

一种增强与用于通信网络中的终端用户的应用流关联的体验质量(QoE)的方法，包括：接收属于应用流的分组，该分组包括基于在应用流内交换的先前分组确定的QoE信息；从接收的分组中解码该QoE信息；以及基于解码的QoE信息调整用于分组的QoS机制用于增强应用流的QoE。公开一种用于实现这一方法的网络节点。另外，一种用于转送与用于通信网络中的终端用户的应用流关联的QoE的方法包括：接收属于应用流的分组；基于接收的分组计算QoE信息；并且向通信网络发送回计算的QoE信息，该QoE信息被包括在属于应用流的分组中。公开一种用于实现这一方法的网络节点。

Description

通过反馈以调整通信网络中的服务质量的体验质量增强

技术领域

本公开内容主要地涉及通信网络并且更具体地涉及一种用于提高网络中的通信的质量的方法和网络节点。

背景技术

体验质量(QoE)可以被视为对终端用户对于在通信网络中运行的通信服务或者应用多么满意的一种测量。换而言之，QoE定义应用和通信服务的终端用户感知的质量。虽然QoE历史上是主观值，但是存在用于基于网络的服务质量(QoS)参数来客观地估计QoE的标准化的方法。实际上，QoE通常主要地受网络服务的质量影响，这些网络服务本身通过QoS参数来测量。QoS一般表示通信网络的性能，并且QoS参数提供网络的服务例如在互联网协议(IP)分组的传送方面的质量的客观测量。通常，五个参数被用来评估网络的QoS、比如带宽、延迟、抖动、分组丢失和可用性。根据应用，这些参数的集合将具有为了保证终端用户的可接受质量而需要被满足的具体门限值。

对于语音、视频、实时和web应用等，存在许多QoE测量技术。多数客观的QoS计算方法从QoS参数得出。QoE通常是QoS的副产物，这意味着改变QoE的一种方式是改变(或者增强)QoS。例如为了增强QoE，网络运营商通常专注于更易于监测和控制的QoS。典型QoS增强机制是业务量调节或者与业务量排队和调度有关。业务量调节包括计量、分类、标记、成形和监控(policing)。排队和调度算法包括轮询、先入先出、优先级排队等。

在当前***中，无高效方法可用于响应于QoE而动态地增强用于给定的数据流的QoS。通常，对于属于给定的QoS类的所有数据流请求相同QoS。然而相同QoS类中的不同数据流体验不同的源-目的地路径并且因此具有终端用户感知的不同QoE。这是至少可能导致资源浪费(例如QoS过度提供)的问题，因为并非给定的QoS类中的所有数据流需要相同水平的QoS以便实现可接受的QoS或者相同水平的QoE。

在N.T.Moura、B.A.Vianna、C.V.N.Albuquerque、V.E.F.Rebello和C.Boeres的“MOS-based rate adaption for VoIP sources”(在ICC’07,IEEE International Conference on Communications的第628-633页中，2007年6月)以及Q.Zizhi、S.Lingfen、N.Heilemann和E.Ifeachor：“A new method for VoIP quality of service control use combinedadapative sender rate and priority making”(在ICC’04,IEEEInternational Conference on Communications,3:1473-1477中，2004年6月)，公开了一种使用QoE反馈的用于QoS控制的方法，该QoE反馈被用于改变语音呼叫中的编解码的比特率。该QoE信息由终端***使用。

在实时传送协议(RTP)中，RTP控制协议(RTCP)是控制RTP流的应用层协议。它周期性地传输关于RTP会话的特性和QoS的信息。这一协议使用带外信令，这带来对当前网络的可扩展性和同步的挑战。

用于提供QoE反馈的以上解决方案是用于在IP层以上的层、比如应用层。正因为如此，它们主要地仅可由终端节点使用。

因此，需要对于给定的数据或者应用流将QoS与QoE更佳地相关。

发明内容

更具体而言，根据本发明，提供一种增强与通信网络中的终端用户的应用流关联的体验质量(QoE)的方法。该方法包括：在网络节点的通信接口处，接收属于应用流的数据分组，分组包括基于在应用流内交换的先前分组确定的QoE信息；由网络节点的处理器从接收的分组中解码QoE信息；以及基于解码的QoE信息调整用于分组的QoS机制，用于增强应用流的QoE。

根据本发明的第二方面，提供一种用于增强与通信网络中的终端用户的应用流关联的体验质量(QoE)的网络节点。网络节点包括：通信接口，用于接收属于应用流的分组，分组包括基于在应用流内交换的先前分组确定的QoE信息；处理器，操作地连接到通信接口并且被配置为：从接收的分组中解码QoE信息；以及基于解码的QoE信息调整用于分组的QoS机制，用于增强应用流的QoE。

根据本发明的第三方面，还提供一种用于转送与通信网络中的终端用户的应用流关联的体验质量(QoE)的方法。该方法包括：接收属于应用流的分组；基于接收的分组计算QoE信息；以及向通信网络发送回计算的QoE信息，QoE信息被包括在属于应用流的分组中。

根据本发明的第四方面，提供一种用于转送与通信网络中的终端用户的应用流关联的体验质量(QoE)的网络节点。网络节点包括：通信接口，用于接收属于应用流的分组；以及处理器，操作地连接到通信接口用于基于接收的分组计算QoE信息，并且其中通信接口还向通信网络发送回计算的QoE信息，QoE信息被包括在属于应用流的分组中。

附图说明

现在将仅以示例的方式参照附图描述本发明的实施例，在附图中：

图1是根据本发明的一个实施例的具有QoE信息反馈的通信网络的示意图；

图2是图示根据本发明的一个实施例的增强与通信会话的应用流关联的QoE的方法的流程图；

图3是根据本发明的一个实施例的用于实现图2的方法的网络节点的示意图；

图4是根据本发明的一个实施例的具有使用拥塞暴露(ConEx)协议来反馈QoE信息的通信网络的示意图；

图5是根据本发明的一个实施例的分类器的示意图；

图6是根据本发明的一个实施例的从分组进入网络节点时到它离开网络节点时的事件流；以及

图7是根据本发明的一个实施例的用于至少基于QoE信息对数据分组进行分类的方法。

具体实施方式

本发明的实施例涉及一种网络节点和用于在通信网络中在带内提供QoE反馈的方法。QoE反馈被用来调整数据或者应用流的QoS以便将与应用流关联的QoE维持在对于终端用户的可接受的水平。如以下将更具体描述的那样，通过在带内提供QoE反馈，这意味着QoE信息被编码在属于数据流的IP数据分组内，附加信令得以阻止。

以下可以参照根据附图编号的具体单元。应当理解以下讨论在性质上为举例性的而不是作为对本发明的范围的限制。本发明的范围在权利要求中定义，而不应视为受以下描述的实施细节限制，这些实施细节如本领域技术人员将连接的那样可以通过将单元替换为等效功能单元而被修改。

如以上提到的那样，用于关于通信服务的客观的QoS计算的多数方法从通信网络的QoS参数推导得出。

另外，不存在依赖于数据流的QoE参数或者QoE信息的QoS机制。例如没有机制用于将QoE信息与网络的QoS相关，以便响应于QoE的降级来微调或者调整QoS参数。更具体而言，没有机制可用于朝向网络转送回QoE信息而不引起可扩展性和同步问题。换而言之，没有机制可用于与实际互联网协议(IP)业务量一起在带内转送回QoE信息。

本发明的实施例提供一种将QoE信息与业务量流耦合并且克服以上缺点的机制。更具体而言，它们提供一种在反馈回路中从终端用户向网络转送回QoE信息的方法。为了这样做，如下文将描述的那样，在终端用户侧计算的QoE信息被编码在数据分组头部中，并且使用例如拥塞暴露(ConEx)协议被发送回网络。

应用流具有如终端用户所感知的可测量的QoE。可以用许多方式来测量终端用户感知的QoE。作为QoE测量的示例，将在本公开内容中描述互联网协议语音(VoIP)E-模型QoE测量。E-模型是一种用于基于包括网络延迟、分组丢失、抖动等各种因子来测量和计算VoIP电话呼叫的终端用户所感知的质量的标准的客观方法。E模型给出的测量的质量产生R因子。R因子从0攀升至100。也有如下表1中所示的在R因子与平均意见分数(MOS)之间的直接映射。注意，公开内容的其余部分可互换地引用MOS或者R因子。

表1 E模型R因子到MOS转换

现在参照图1，其图示在至少两个终端用户之间的通信***10的。两个终端用户分别具有连接到网络14的设备12A和12B、比如计算机、膝上型计算机、移动电话等。设备12A也可以是服务器。网络14包括不同路由器、比如边缘路由器16A和16B以及核心路由器18。网络14也可以包括在图1中未示出的接入路由器。边缘路由器16A和16B位于网络14的边缘或者边界，该网络可以例如是因特网服务提供商(ISP)网络。它们保证网络14与外部网络、比如因特网的连接。应当注意边缘路由器16A和16B或者核心路由器18的数目在图1中仅为举例。通信***10还包括MOS计算器20，或者任何QoE计算器。应当注意MOS计算器20或者QoE计算器可以被在接入网络处的用于计算QoE信息的一个或者多个分组处理引擎替换。通信***10也可以包括本领域熟知的其它单元(未示出)。

MOS计算器20或者QoE计算器可以可选地位于终端用户设备12B中，或者连接到终端用户设备12B的外部框(比如分组处理器)。MOS计算器20如果在外部则可以具有对穿过的分组的头部的写入访问。假设MOS计算器20可以通过终端用户设备12B或者外部分组处理器将信息标记到分组的头部中。以相同方式，MOS计算器(未示出)可以位于终端用户设备12A中。MOS计算器20或者QoE计算器包括通信接口和操作地连接到通信接口的处理器。通信接口允许接收属于应用流的数据分组。处理器被配置为基于接收的数据分组计算QoE信息。另外，通信接口将计算的QoE信息发送回通信网络。

作为示例，两个终端用户使用他们的计算机12A和12B经由VoIP电话呼叫来相互通信。终端用户设备12A向终端用户设备12B发送数据分组。在终端用户设备12B接收分组之后，MOS计算器20然后可以从终端用户设备12B的观点确定针对这一呼叫或者通信会话的MOS测量。更具体而言，MOS计算器20可以计算针对通信会话的每个数据或者应用流的MOS测量(或者QoE信息)。

为了将QoE维持在可接受水平、或者为了增强用于这一通信会话的后续数据分组的QoE，如图1中所示在带内向网络14反馈MOS计算器20测量和计算的QoE信息。为了这样做，例如，在数据分组中或者在确认分组(ACK)分组中向终端用户设备12A或者网络14中的任何其它网络节点发送回QoE信息。QoE信息被编码在分组中，并且ConEx协议可以被用于向网络14和终端用户设备12A转送回被编码在分组中的QoE信息。

在终端用户设备12A接收到报告先前发送的分组所体验的QoE的QoE信息之后，设备12A向接下来的数据分组中***该QoE信息，以向网络14发送出。网络14中的被配置为实现本发明的实施例的任何节点然后可以基于接收的QoE信息来调节或者调整网络14中的QoS，以便增强QoS。不同QoS机制可以被用于响应于该QoE信息而动态地调节或者调整网络14中的QoS。

现在转向图2，将描述增强用于通信***10中的终端用户的通信会话的QoE的方法50。QoE与通信会话的应用流关联。

方法50始于步骤52，其中接收应用流的数据分组。例如网络节点(比如接入路由器)的通信接口可以接收数据分组。该数据分组被利用QoE信息进行编码，该QoE信息是基于在应用流内交换的先前数据分组而被确定的。例如，MOS计算器20可能已经被用来确定这一QoE信息。

在接收数据分组后，在步骤54中从数据分组中解码出QoE信息。更具体而言，QoE信息从数据分组的头部被提取，并且QoE信息的值被读取和处理。

在步骤56中，如果需要，则基于解码的QoE信息，针对数据分组调整QoS机制，以便增强应用流的QoE。QoS机制的调整可以例如在活跃队列管理(AQM)的情境中将数据分组升级到具有更高优先级的队列。本领域技术人员将理解可以使用用于增强QoS参数的其它机制。例如，可以不仅在活跃队列管理(AQM)中、而且在准入控制、或者任何其它业务量工程设计机制中使用这一种在网络14中反馈基于先前发送的数据分组而确定的QoE信息的方式。

如本领域熟知的那样，分组、比如互联网协议(IP)分组，包括头部和净荷。通过用QoE信息对分组进行编码、即通过在分组的头部中***QoE信息，分组的净荷仍然可以用来携带应用或者有用数据信息。因此，在网络14中无需附加的或者特殊信令用来携带QoE信息。

也应当注意存在用于对QoE信息进行编码的不同变体。例如，QoE信息可以被分离成不同部分，并且被编码到应用流的不同分组中。在这一情况下，接收分组的网络节点或者终端用户设备12A需要保持应用流的状态，以便维持不同分组的顺序，这些分组具有在其中被编码的QoS信息的不同部分。本领域技术人员将理解，也可以使用用于将QoE信息编码到不同分组中的其它变体。

现在参照图3，将描述用于针对通信***10中的终端用户、增强与通信会话的应用流关联的QoE的网络节点。网络节点100可以是核心路由器、接入路由器、边缘路由器等。

网络节点100包括用于接收属于应用流的数据分组的通信接口102。利用基于属于应用流的先前分组而确定的QoE信息对接收的数据分组进行编码。例如，MOS计算器20可能已经基于终端用户设备12A先前向终端用户设备12B发送的应用流的分组确定了QoE信息。然后QoE信息在数据或者确认分组中被发送回终端用户设备12A。在接收QoE信息之后，终端用户设备12A将QoE信息编码在应用流的、要在网络14中被发送的、接下来的分组中。

网络节点也包括操作地连接到通信接口的处理器104和一个或者多个存储器(未示出)。处理器104被配置为从接收的分组中解码QoE信息，并且基于所解码的QoE信息调整用于分组的QoS机制，以便增强与应用流关联的QoE。处理器104通过解析分组的头部并且提取QoE信息来对解码QoE信息。例如，如果所解码的QoE信息指示低MOS值、即降低的MOS值或者比门限MOS值更低的MOS值，则处理器104可以动态地增强用于应用流的这一分组的QoS。为了这样做，例如，在AQM的情境中可以将分组指配到或者升级到更高优先级队列。

网络节点100也可以包括用于执行本发明的任务和过程以及本领域熟知的其它常规任务和过程的多个其它部件(未示出)，比如附加处理器和/或存储器。

应当注意，在被从终端用户设备12B向终端用户设备12A反馈和从终端用户设备12A向网络14反馈时，QoE信息可以在分组内以不同编码和格式提供。

例如，QoE信息可以是无格式的(plain)QoE值。在这一情况下，每个分组可以携带与应用流关联的最新近的QoE信息值。在VoIP呼叫的情境中，格式可以是MOS值(见表1)。应当注意其它应用、比如视频、web浏览、游戏等具有它们自己的QoE表示格式，该格式是被标准化的或者主要地由国际电信联盟-电信标准化部门(ITU-T)向标准提议的。

可以提供QoE信息作为QoE变化。在这一格式中，针对形成QoE时间区间的、两个至许多分组的的采样窗来计算QoE变化。QoE变化的值可以是正的或者负的，意味着QoE的提高或者下降。

QoE信息可以是变化速度。在这一格式中，各种数学函数可以被用来表示QoE改变或者演变的速度。这样，变化速度可以携带对QoE在应用流的生命期期间如何波动的深入认识。数学函数在本领域中是熟知的、因此这里将不加以描述。变化格式示出QoE相对于先前时间的可变性，而变化速度示出速率或者变化趋势。

最后，QoE信息可以采用指示的形式，用于用信号通知或者传达有QoS增强需要的QoE下降。例如单个比特可以用于提供这一指示。在这一比特在分组中被置位(set)时，接收该分组的路由器或者网络节点将调整QoS机制(如果可能)以便增强QoE。另外，可以针对该单个比特定义各种级别、例如紧急、中、低，用于指示需要QoE增强。

现在将描述用于从终端用户设备12B向终端用户设备12A和从终端用户设备12A向网络14返回QoE信息的反馈机制。不同的反馈协议可以被用于在网络14中转送回QoE信息。

A)基于ConEx的QoE反馈

拥塞暴露(ConEx)是因特网工程任务小组(IETF)定义的实验协议，以允许发送器向网络通知相同流的先前发送的分组沿发送器与接收器之间的网络路径所遇到的拥塞。这一协议当前针对传输控制协议(TCP)和显式拥塞通知(ECN)反馈而定义，用于重新发送先前分组所接收到的ECN信息。基于TCP的ConEx协议称为Re-ECN。

例如，在针对经历拥塞的路由器使用ECN时，路由器使用已知的排队技术、比如随机早期检测(RED)来有选择地标记分组而不是丢弃它们。在接收标记的分组时，发现该标记的接收器使用特定于传送协议的机制、比如TCP来将这一信息转送回发送器。在接收ECN标记的分组时，表现好的和具有ECN能力的发送器将通过调整其发送窗来对自己进行限流以缓解网络拥塞。在使用ECN时，在拥塞期间无需丢弃分组。ECN使用IPv4分组头部的过期的服务类型(TOS)字段中的最后两个剩余比特来指示终端节点是否支持ECN并且在拥塞期间标记分组。

ConEx扩展ECN目的在于：1)提供使路由器知道下游(在路由器与接收器之间)预计多么拥塞的机制，以及，2)提供参与拥塞的路由的发送器的责任承担。更具体而言，ConEx工作如下。路由器在经历拥塞时标记分组。路由器可以通过从它们对于给定的应用流而接收的被标记的分组的比率中减去它们标记分组的比率，来估计分组将在下游经历多少拥塞。这一信息表示发送器关于引起的拥塞的责任承担。

使用Re-ECN，在接收拥塞反馈时，发送器不仅调整它的发送行为(经过ECN)而且在向网络发送的后续分组中朝着网络反馈回该拥塞反馈。

然而根据本发明的一个实施例，ConEx协议可以被用于携带QoE信息。例如，现有ConEx反馈选项可以被用来在带内“用信号发送”对于QoE增强的需要，即，调整相同应用流的后续分组的QoS。

可以使用互联网协议版本4(IPv4)来部署ConEx和Re-ECN实现方式。在这一情况下，仅有的可用格式是由单个比特信令给定的QoE格式。之所以这样是因为IPv4Re-ECN仅有一比特可用来用信号发送ECN反馈。因此，这一比特可以用来携带QoE信息，作为用于增强QoE的指示而不是ECN反馈。

也可以使用互联网协议版本6(IPv6)来部署ConEx和Re-ECN实现方式。在这一情况下，例如，可以使用这样的分组的头部在IPv6ConEx分组上***或者附加QoE信息。

IPv6分组的头部具有40字节的固定大小。然而选项可以被实施为IPv6头部之后的附加扩展头部或者选项头部。更具体而言，选项头部被置于IPv6头部与传送层头部之间。用于IPv6分组的不同类型的选型头部或者头部扩展包括：路由头部、目的地选项头部和逐跳选项头部。

IETF已经使目的地选项头部可用于IPv6ConEx。如以下所示(见ConEx目的地选项布局)，对于IPv6ConEx，保留目的地选项头部，用于携带re-ECN反馈。更具体而言，ConEx目的地选项头部提供32比特字段，当前从该字段指定4比特、比如比特X、L、E和C用于ConEx。如以下所示，保留剩余的28比特用于将来使用。因此有可能使用这28个保留的比特作为从接收器向发送器的反馈机制、作为从发送器向路由器的对于QoE增强的请求机制，以及用于以不同格式和编码定义QoE信息。

ConEx目的地选项布局

作为示例，如以下所示目的地选项的不同字段提供用于使用保留的位来携带QoE反馈信息的示例编码。

五个比特(Q、a、b、c和d)被用于指示编码类型。

比特Q：这一比特被用来指示分组是否携带QoE信息；如果这一比特被置位，则分组然后携带QoE反馈信息。

比特a、b和c：这些比特被用来标识正在使用的QoE信息类型。例如QoE信息可以是QoE变化、QoE速度变化等。

比特d：这一比特可以表示单比特信令，其中在分组中携带的仅有信息是QoE欠佳并且如果可能则请求QoS增强的指示。如果置位了这一比特，则将a、b和c比特将被忽略。

其余比特可以被用来基于应用的类型来携带QoE信息本身。

例如在VoIP应用中，比特a、b和c可以等于000。接下来的7比特表示R因子(或者MOS等效)。剩余16比特被分拆在两个8比特无符号整数字段中，以表示QoE变化和QoE变化速度。

B)用于QoE反馈的新协议

应当注意除了目的地选项头部之外，也有可能在IP分组中定义用于携带QoE反馈信息的选项头部的新类型。

现在转向图4，将描述其中QoE信息反馈由ConEx协议提供的通信***150。假设ConEx协议是启用了ECN并且使用TCP的。然而可以使用其它传送协议。

假设终端用户设备12A是发送器。在步骤1中，发送器经过网络14向称为接收器的终端用户设备12B发送属于相同应用流的数据分组。

在步骤2中，路由器16和18沿着在发送器与接收器之间的通信路径可以在拥塞的情况下对经过它们的数据分组进行拥塞标记而不是丢弃它们。在这一情况下，ECN被用于指示拥塞。这一步骤是可选的。

在步骤3中，在接收器接收分组时，MOS计算器20计算关于终端用户对于属于该应用流的数据分组体验的QoE的QoE信息。然后可以在确认(ACK)分组中或者在数据分组中向网络14反馈并且向终端用户设备12A发送回计算的QoE信息。如以上描述的那样使用保留的比特将QoE信息编码在分组中。可选地，在拥塞的情况下，接收器也可以向网络14反馈关于接收的分组在通过网络14行进时经历的拥塞的拥塞信息。

在步骤4中，边缘路由器16B可以在接收被包含在分组中的QoE信息时立即地做出反应，该分组来自接收器。这一步骤是可选的。例如它可以基于接收的QoE信息调整QoS机制。为了这样做，边缘路由器16B应当能够保持每流信息以便将接收的QoE信息与它属于的应用相关。通过让边缘路由器16B立即起作用，往返时间(RTT)的一半得以节省，这有别于先向终端用户设备12A发送QoE信息的情况。在这后一种情况下，终端用户设备12A将接收的QoE信息编码到将向网络14发送出的接下来分组中。在网络14的网络节点、比如边缘路由器16A或者核心路由器18接收QoE信息时，它们然后可以执行QoS调整或者增强。

在步骤5a中，在接收用QoE信息编码的分组时，发送器向通信路径中的路由器重新反馈QoE信息。QoE信息被编码在向路由器发送的分组中。使用这样的QoE信息反馈将产生对于应用流的总体更佳的QoE，因为QoE信息允许网络14在需要时响应于QoE信息而调整或者增强QoS。

在步骤*5b(可选)中并且仅对于IPv6，如果ConEx也在进行中，则发送器也可以在设备12A向网络14发送的分组中标记RE拥塞体验以指示拥塞体验。

在接收具有编码的QoE信息的分组时，路由器16A、16B和18中的任何路由器可以通过解析分组的头部并且提取QoE信息来对QoE信息进行解码。然后，路由器可以基于解码的QoE信息执行QoS机制调整。QoS机制调整的一个示例在AQM的情境中是将分组升级到更佳QoS类。

如参照图4讨论的那样，不同网络节点可以接收QoE信息、然后基于接收的QoE信息调整QoS机制。因此，如以下描述的那样，可以在各种架构场景中、即在不同网络节点中实施关于基于QoE反馈的QoS机制的本发明的实施例。

A：基于接入节点QoE反馈的QoS：

在这一方式中，接入路由器采取动作以在接收QoE信息时调整QoS机制。这一方式具有以下益处：

1-在拥塞问题的源头处理该拥塞问题，因为接入节点通常是拥塞的源头；

2-保持核心路由器18不变；

3-保持与差异化的服务(DiffServ)架构一致。

B：基于核心节点QoE反馈的QoS：

在这一方式中，接入节点/路由器和核心节点/路由器均采取动作以在接收QoE信息时调整QoS机制。这一方式可以是有利的，因为接入和核心路由器在可能和必要时对QoE增强有贡献。

部分支持基于QoE反馈的QoS：

作为在两种以上方法之间的混合，可以部署部分支持方式用于逐渐集成支持QoE反馈QoS机制的网络节点/路由器。这意味着并非网络中的所有路由器需要支持QoE反馈QoS机制以基于QoE信息来增强QoS。不支持QoE反馈QoS机制的路由器将忽略在经过它们的分组的头部中包含的QoE信息。

现在将在活跃队列管理和调度的情境中给出基于QoE反馈的QoS机制的一个实施例的示例实现方式。

活跃队列管理和调度是QoS机制的示例，但是本发明的实施例不限于这样的机制。

活跃队列调度机制包括基于以下各项的在若干队列之中对分组的动态调度：

-分组携带的QoE反馈信息；

-队列的当前状态；以及

-策略、比如相对于未按时支付其订购费的终端用户的业务量而言，向按时支付其订购费的终端用户的业务量给予优先级。

另外，现有机制、比如DiffServ代码点(DSCP)可以实施这一动态调度。在以下示例中，假设指配DSCP、即用DSCP标记业务量分组。也假设网络是具有DiffServ功能的核心。

DiffServ按照业务量分类原理操作。在数据业务量进入包括实施DiffServ策略的多个路由器的DiffServ域时，数据业务量被分类成不同业务量类。每个业务量类被不同地管理，从而例如保证对于更高优先级业务量的优先处理。不同参数、比如源地址、目的地地址或者业务量类型可以被用来向特定业务量类指配业务量。业务量分类器也可以用来考虑在接收的分组中进行的任何DiffServ标记或者它们可以选择忽略或者无视那些标记。可以通过使每类中的业务量受到速率限制器、业务量策略器或者成形器等的制约来进一步约束业务量。

DSCP中的不同业务量类包括加速转发(EF)、有保证转发(AF1、AF2、AF3和AF4)、尽力而为(BE)等。

AF类对于在规定的条件之下的业务量递送给予保证。规定的条件例如涉及规定的传输速率。在AF类内，定义与不同优先级对应的4个子类：AF1、AF2、AF3和AF4。

EF类专用于低损耗、低延时和低抖动业务量。EF类例如适合用于语音、视频和实时服务。

BE类主要地涉及尽力而为业务量。然而未满足其它定义的类中的任何类的要求的任何业务量被放置在默认BE类中。

图5示出使用QoE信息的多字段DiffServ分类器402。在数据分组进入分类器402时，分类器402检查在数据分组中包含的DSCP和QoE信息。如果无需QoE信息，则数据分组被指配给与它的DSCP关联的队列、例如队列404a至404e中的任何队列。如果需要QoE增强，例如，QoE信息给定的QoE值低于门限或者QoE的变化为负，则分类器402可以将该数据分组指配到更高队列类。为了这样做，分类器402可以在网络的总QoS方面考虑总队列长度并且估计这样的升级的增益。将理解本领域技术人员将知道如何将数据分组提升到更高队列类。也应当注意DSCP被保持不变、因此允许每个网络节点或者路由器中的分类器做出这样的相似判决。

调度器406然后被用来将数据分组根据它们被指配的队列朝着网络14传输。

图6示出从数据分组进入网络节点到它离开网络节点的主要事件流。网络节点可以是接入节点或者接入路由器或者任何其它网络节点。例如在终端用户设备12A已经接收QoE信息并且将QoE信息编码到数据分组中之后，数据分组被发送到网络节点。

在网络节点中接收数据分组(步骤202)。在这一示例中假设到达网络节点的数据分组被进行了DiffServ标记。

在网络节点接收数据分组之后，网络节点提取和分析分组的头部中的不同字段、比如差异化服务代码点(DSCP)和QoE信息可用性(步骤204)。如果QoE信息存在(步骤206)，例如如果比特Q被置位(即Q＝1)，则将分组引向图5的分类器402(步骤208)。如更早提到的那样，图5的分类器402被用来基于QoE信息和DSCP标记将特定业务量类指配给接收的分组。一旦分组已经被指配到它们的队列，调度器406可以被用来将分组根据它们被指配的队列朝着网络14传输。

如果QoE信息不可用，例如比特Q未被置位，则向常规DiffServ调度器或者网络节点的调度器发送该分组(步骤210)。另外，调度器406可以被用来朝着网络14传输该分组。

现在参照图7，其中图示用于基于QoE信息对数据分组进行分类的方法300。在图5的分类器402中执行方法300。在分类器402接收分组(图6的步骤208)之后，分类器402提取和检查接收的分组的QoE信息(步骤302)以便确定对于该分组是否需要QoE增强。

更具体而言，在步骤304中，从接收的分组提取的QoE信息被与QoE目标或者门限的值进行比较。QoE目标或者它的值可以由网络运营商或者由终端用户设置。如果QoE信息的值不低于QoE目标值，即QoE信息值优于或者等于QoE目标值，则将分组引向调度器406(步骤306)。在这一情况下，意味着无需增强QoE，因为分组提供的QoE信息与QoE目标值一样好或者高于QoE目标值。

如果接收的QoE信息低于QoE目标的值，则QoE需要被增强。为了这样做，QoS机制被调整和增强。在这一示例中，这样的QoS机制调整可以包括升级分组的业务量类。为了这样做，首先，评估DSCP和不同队列的状态(步骤308)。

根据DSCP门限值和QoE信息值，分组可以从一个队列被提升到另一队列。DSCP门限值在本领域中是已知的。例如如果分组初始地根据DSCP标记被指配到类AF1，但是基于QoE信息需要更佳队列(步骤310)，则分组被指配到更佳队列(步骤312)、比如EF。如果分组被初始地指配到AF2，但是需要更佳队列(步骤314)，则分组被指配到更佳队列(步骤316)、比如EF。接着分组被发送到调度器406(步骤318)。调度器406根据指配的队列和网络的条件向网络14发送出分组(步骤320)。

这一方法的优点包括比如在队列调度中调节QoS机制以增强QoE。基于QoE信息反馈执行QoS调节。

QoE信息反馈的“带内”性质也允许避免用于QoE反馈的信令开销。

具有最少QoE影响的、基于占先的调度是如图2中所示方法的一个其它可能使用。通过具有每流的QoE信息，接入或者核心路由器可以应用占先以最少地影响终端用户的总体QoE水平。

本发明的实施例可以被表示为在机器可读介质(也称为具有在其中体现的计算机可读程序代码的计算机可读介质、处理器可读介质或者计算机可用介质)中存储的软件产品。机器可读介质可以是任何适当有形介质、包括磁、光或者电存储介质、包括碟、光盘只读存储器(CD-ROM)、数字万用盘只读存储器(DVD-ROM)存储器设备(易失性或者非易失性)或者相似存储机制。机器可读介质可以包含各种指令、代码序列、配置信息或者其它数据的集合，这些集合在被执行时使处理器执行根据本发明的一个实施例的方法中的步骤。本领域普通技术人员将理解为了实施描述的本发明而必需的其它指令和操作也可以存储于机器可读介质上。从机器可读介质运行的软件可以与电路装置进行接口以执行描述的任务。

本发明的以上描述的实施例旨在于仅为示例。本领域技术人员可以对具体实施例实现变更、修改和变化而不脱离本发明的仅由所附权利要求定义的范围。

Claims (24)

1.一种增强与通信网络中的终端用户的应用流关联的体验质量(QoE)的方法，所述方法包括：

-在网络节点的通信接口处，接收属于所述应用流的数据分组，所述分组包括基于在所述应用流内交换的先前分组所确定的QoE信息；

-由所述网络节点的处理器从所接收的分组中解码所述QoE信息；以及

-基于所解码的QoE信息调整用于所述分组的QoS机制，以用于增强所述应用流的所述QoE。

2.根据权利要求1所述的方法，其中基于所述先前分组所确定的所述QoE信息是由用于IP语音应用的平均意见分数(MOS)计算器确定的，并且被反馈到所述通信网络。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述QoE信息被编码在所接收的分组的头部中。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所接收的分组还包括净荷，所述净荷包含应用数据。

5.根据权利要求4所述的方法，其中接收所述分组包括在互联网协议版本4(IPv4)之上使用拥塞暴露(ConEx)协议来接收所述分组，并且其中所述QoE信息使用单个可用比特被编码在所述分组的所述头部中。

6.根据权利要求4所述的方法，其中接收所述分组包括在互联网协议版本6(IPv6)之上使用拥塞暴露(ConEx)协议来接收所述分组，并且其中所述QoE信息被编码在所述分组的扩展头部中。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述QoE信息是QoE值、QoE变化、QoE速度变化和QoE单比特信令之一。

8.根据权利要求3所述的方法，其中解码包括解析所接收的分组的所述头部并且提取所述QoE信息。

9.根据权利要求1所述的方法，其中调整QoS机制包括将所解码的QoE信息与QoE目标值进行比较。

10.根据权利要求9所述的方法，其中调整QoS机制包括，如果所解码的QoE信息低于所述QoE目标值，则在活跃队列管理中将所述分组升级到更高优先级队列。

11.一种用于增强与通信网络中的终端用户的应用流关联的体验质量(QoE)的网络节点，所述网络节点包括：

-通信接口，用于接收属于所述应用流的分组，所述分组包括基于在所述应用流内交换的先前分组而确定的QoE信息；以及

-处理器，操作地连接到所述通信接口并且被配置为：

从所接收的分组中解码所述QoE信息；以及

基于所解码的QoE信息调整用于所述分组的QoS机制，以用于增强所述应用流的所述QoE。

12.根据权利要求11所述的网络节点，其中基于所述先前分组所确定的所述QoE信息被反馈到所述通信网络。

13.根据权利要求11所述的网络节点，其中所述QoE信息被编码在所接收的分组的头部中，并且所接收的分组还包括净荷，所述净荷包含应用数据。

14.根据权利要求13所述的网络节点，其中所述通信接口使用拥塞暴露(ConEx)协议来接收IPv4分组，并且所述QoE信息使用单个可用比特被编码在所述分组的所述头部中。

15.根据权利要求14所述的网络节点，其中所述通信接口使用拥塞暴露(ConEx)协议来接收IPv6分组，并且所述QoE信息被编码在所述分组的扩展头部中。

16.根据权利要求11所述的网络节点，其中所述QoE信息是QoE值、QoE变化、QoE速度变化和QoE单个比特信令之一。

17.根据权利要求13所述的网络节点，其中所述处理器通过解析所接收的分组的所述头部并且提取所述QoE信息来解码所述QoE信息。

18.根据权利要求13所述的网络节点，其中所述处理器将所解码的QoE信息与QoE目标值进行比较。

19.根据权利要求11所述的网络节点，其中如果所解码的QoE信息低于所述QoE目标值，则所述处理器通过在活跃队列管理中将所述分组升级到更高优先级队列来调整所述QoS机制。

20.一种用于转送与通信网络中的终端用户的应用流关联的体验质量(QoE)的方法，所述方法包括：

-接收属于所述应用流的分组；

-基于所接收的分组计算QoE信息；以及

-向所述通信网络发送回所计算的QoE信息，所述QoE信息被包括在属于所述应用流的分组中。

21.根据权利要求20所述的方法，其中所述QoE信息是由用于IP语音应用的平均意见分数(MOS)计算器计算的。

22.根据权利要求20所述的方法，其中所述QoE信息被编码在所述分组的头部中，所述分组还包括用于携带应用数据的净荷。

23.一种用于转送与通信网络中的终端用户的应用流关联的体验质量(QoE)的网络节点，所述网络节点包括：

通信接口，用于接收属于所述应用流的分组；以及

处理器，操作地连接到所述通信接口，用于基于所接收的分组计算QoE信息，

所述通信接口还用于向所述通信网络发送回所计算的QoE信息，所述QoE信息被包括在属于所述应用流的分组中。

24.根据权利要求23所述的网络节点，其中所述QoE信息被编码在所述分组的头部中，所述分组还包括用于携带应用数据的净荷。