CN105450549A - 优化宽带接入网络中用户设备QoE的方法、装置及*** - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于优化宽带接入网络中端到端的用户设备QoE的方法、装置及***，该方法包括：获取用户设备的状态信息，该用户设备的状态信息至少包括相应的用户设备对网络资源的需求；获取宽带接入网络的状态信息，该宽带接入网络的状态信息至少包括当前可用的网络资源；以及根据所获取的用户设备的状态信息和所获取的宽带接入网络的状态信息来确定能够保证所有用户设备之间的QoE的资源，由此能够将用户设备对网络资源的需求和当前可用的宽带接入网络资源这二者考虑在内，为宽带接入网络中的所有用户设备提供合适的端到端QoE。

Description

优化宽带接入网络中用户设备QoE的方法、装置及***

技术领域

本发明涉及通信领域，具体涉及一种用于优化宽带接入网络中端到端的用户设备体验质量(QoE)的方法、装置及***。

背景技术

随着宽带接入网络的快速发展，宽带接入网络运营商面临以下新的挑战：

首先，宽带接入网络需要提供更加灵活、多样的服务质量的业务。例如，实时的娱乐业务，特别是视频业务，将会在宽带接入网络中占据重要地位。另一个例子是随着智能电话和平板电脑的快速普及，多播业务将会转向单播业务。

其次，宽带接入网络需要增加业务承载的能力。例如，宽带接入网络的业务承载能力将保持40％CAGR的指数级增长。

虽然近年来宽带接入网络中的带宽供应已经大幅度改进，但是宽带接入网络的演进也对网络基础设施带来了极大的压力。在不对业务控制进行改进的情况下，由于宽带接入网络资源不足，可能会引起网络拥塞，这会导致用户QoE下降。例如，由于宽带接入网络中的数据传输是“尽力而为(besteffort)”的，某些用户设备将获得多于其应得的带宽，而某些用户设备将获得少于其应得的带宽。

目前的一种方案是HTTP自适应流传输方案。在该方案中，用户设备根据其缓冲器填充水平来判断网络拥塞状况，并动态调整流传输比特率，从而改进总的质量体验。但是，由于这种方案是基于用户设备的角度的、并且用户设备并不知道宽带接入网络上的其他用户设备的信息，因此容易导致网络拥塞，并不能阻止某个用户设备获得的带宽多于其本应获得的合理份额。当对实时性要求更高的业务例如收费视频从具有保证比特率流传输的多播传输转换为自适应流传输的单播传输时，这种问题会变得更加严重。

发明内容

针对以上问题，为在共享宽带接入网络的不同设备之间实现针对各个用户设备的合理共享网络资源，本发明提供一种用于优化宽带接入网络中端到端的用户设备QoE的方法、装置及***，以将各个用户设备的需求和宽带接入网络能力考虑在内，使得QoE对于所有用户设备来说达到最大化。

本发明提供一种用于优化宽带接入网络中端到端的用户设备QoE的方法，该方法包括：

获取用户设备的状态信息，该用户设备的状态信息至少包括相应的用户设备对网络资源的需求；

获取宽带接入网络的状态信息，该宽带接入网络的状态信息至少包括当前可用的宽带接入网络资源；以及

根据所获取的用户设备的状态信息和所获取的宽带接入网络的状态信息来确定能够保证所有用户设备之间的QoE的资源。

本发明提供一种用于优化宽带接入网络中端到端的用户设备QoE的装置，该装置包括：

第一获取单元，用于获取用户设备的状态信息，该用户设备的状态信息至少包括相应的用户设备对网络资源的需求；

第二获取单元，用于获取宽带接入网络的状态信息，该宽带接入网络的状态信息至少包括当前可用的宽带接入网络资源；以及

控制单元，用于根据所获取的用户设备的状态信息和所获取的宽带接入网络的状态信息来确定能够保证所有用户设备之间的QoE的资源。

本发明提供一种用于优化宽带接入网络中端到端的用户设备QoE的***，该***包括上述用于优化宽带接入网络中的用户设备的QoE的装置、网元、以及驻地网关，其中所述网元用于根据所述装置所计算出的资源的最优集合流表中添加转发规则，所述驻地网关用户设备向所述装置传送用户设备的状态信息。

根据本发明提供的于优化宽带接入网络中端到端的用户设备QoE的方法、装置以及***，通过获取用户设备的状态信息和宽带接入网络的状态信息，能够将用户设备对网络资源的需求和当前可用的宽带接入网络资源这二者考虑在内，为宽带网络中的所有用户设备提供合适的宽带接入网络QoE，避免了一个用户设备占用比其合理份额更多的带宽资源，解决了现有技术中仅针对一个用户设备提供宽带接入网络资源从而导致网络拥塞和给其他用户设备带来很差的QoE的问题。

附图说明

通过阅读下面结合附图对本发明具体实施例的说明，本发明的上述及其他特征和优点将变得更加明显。其中：

图1是根据本发明提供的用于优化宽带接入网络中端到端的用户设备QoE的方法的一个实施例的流程图；

图2示意性地示出了本发明提供的用于优化宽带接入网络中端到端的用户设备QoE的方法所应用的架构；

图3示意性地显示了本发明提供的用于优化宽带接入网络中端到端的用户设备QoE的方法的交互过程；以及

图4是根据本发明提供的用于优化宽带接入网络中端到端的用户设备QoE的装置的一个实施例的流程图。

具体实施方式

下面结合附图来对本发明的实施例进行详细描述。

本发明提供一种用于优化宽带接入网络中端到端的用户设备QoE的方法，该方法包括：步骤101，获取用户设备的状态信息，该用户设备的状态信息至少包括相应的用户设备对网络资源的需求；步骤102，获取宽带接入网络的状态信息，该宽带接入网络的状态信息至少包括当前可用的宽带接入网络资源；以及步骤103，根据所获取的用户设备的状态信息和所获取的宽带接入网络的状态信息来确定能够保证所有用户设备之间的QoE的资源。由此能够将用户设备对网络资源的需求和当前可用的宽带接入网络资源这二者考虑在内，为宽带接入网络中的所有用户设备提供合适的宽带接入网络QoE，避免了一个用户设备占用比其合理份额更多的带宽资源。

其中所述用户设备的状态信息可以包括例如所请求的文件的持续时间和可用的编码比特率；所述宽带接入网络的状态信息可以包括例如用户设备的数量。影响QoE的因素可以包括多种，例如：用户设备(例如低清电视或高清电视)、用户设备所处的环境(例如在汽车中或在家中)、用户预期(例如无绳电话或有绳电话)、所请求的内容的性质及其重要性(例如一个简单的是/否消息或一段音乐)等等。

根据一种实施方式，步骤103可以具体包括：基于所述用户设备的状态信息，将用户设备对网络资源的需求映射到用户设备的QoE参数；根据所映射到的QoE参数和所获取的宽带接入网络的状态信息来计算能够保证所有用户设备之间的QoE的资源的最优集合；以及根据所计算出的资源的最优集合向用户设备通知其应当请求的资源。其中能够保证所有用户设备之间的QoE的资源的最优集合可以根据具体需要来确定，例如，当前可用的宽带接入网络资源为100M带宽，用户A需要的带宽为2M，用户B需要的带宽为5M，则此时能够保证用户A和用户B的QoE的宽带接入网络资源的最优集合可以为2M带宽和5M带宽，从而可以为用户A提供2M带宽、为用户B提供5M带宽，这样就满足了每个用户对网络资源的需求。

根据一种实施方式，该方法还可以包括：在步骤103之后，根据所计算出的资源的最优集合在网络中的网元处的流表中添加转发规则。

根据一种实施方式，该方法还可以包括：在步骤101之后，根据用户设备的状态信息来为用户设备分配优先级；并且根据所计算出的资源的最优集合向用户设备通知其应当请求的资源的步骤包括：根据所计算出的资源的最优集合基于用户设备的优先级来向用户设备通知其应当请求的资源。

优选地，根据用户设备的状态信息来为用户设备分配优先级。举例来说，可以为机顶盒电视业务(例如AppleTV)等提供具有高带宽需求的高QoE策略，为专用于高下载量的设备分配较低的优先级，为特定的游戏设备提供高优先级以减少延迟，从而为不同的用户设备分配不同的优先级，满足多样化的需求。

根据一个实施例，如图2所示，本发明提供的在软件定义的网络中用于优化宽带接入网络中端到端的用户设备QoE的方法所应用的架构如下：

家庭网关(RG)是受SDC中RG控制模块所控制的元件。RG可以是位于用户设备驻地网关1000处的元件，并且可以由RG控制模块控制，RG控制模块可以直接从RG获得用户设备的状态信息，如图2中的RG1所示。可替换地，RG还可以具有一种分离的架构，其包括BRG和vRG两部分，RG的大多数网络和服务相关的功能模块从RG转移到虚拟RG(vRG)，如图2中的RG2所示，这时vRG位于宽带接入网络处，并且受RG控制模块的控制，而保留在用户设备侧的RG的转发平面按照桥的模式来配置，称为驻地网关(BRG)，对于这种分离的架构，RG控制模块从vRG获得用户设备的状态信息。

网络元件(NE)是位于宽带接入网络3000中的元件，受SDC中的NE控制模块所控制。NE可以负责基于其流表来转发来自每个用户设备的数据分组、或者将数据分组转发到每个用户设备，还可以与网络服务供应商(NSP)/应用服务供应商(ASP)4000进行通信。

软件定义的控制器(SDC)2000根据实际的部署环境而处于宽带接入网络内部或外部(例如位于数据中心处)。SDC可以将来自RG/vRG的用户设备对网络资源的需求、以及来自NE的宽带接入网络的当前状态这二者考虑在内，并且动态地分配宽带接入网络资源给每个用户设备以保证宽带接入网络的QoE体验。SDC可以进一步分为三个模块：RG控制模块、NE控制模块、以及智能控制模块。其中：

RG控制模块用于获取用户设备的状态信息，并且向RG/vRG通知其为实现宽带接入网络的QoE而应当请求的网络资源。

NE控制模块用于从NE获取宽带接入网络的状态信息，例如用户设备的数量和当前可用的宽带接入网络资源，并且可以将合适的转发规则添加到NE的流表以保证每个用户设备能够获得合理的份额。

智能控制模块用于与RG控制模块和NE控制模块交互以在任意时间协调QoE功能，例如将用户设备对网络资源的需求映射到用户设备的QoE，并且计算能够保证所有用户设备之间的QoE的资源的最优集合。

需要说明的是，上面提及的架构仅是用于优化宽带接入网络中端到端的用户设备QoE的方法的应用架构的一种示例，而不是限制只能应用于这种架构。

图3显示了本发明提供的用于优化宽带接入网络中端到端的用户设备QoE的方法的交互过程。其中：

在步骤S1，SDC可以获取来自RG/vRG的用户设备的状态信息，该用户设备的状态信息可以指示用户设备对网络资源的需求，例如用户设备所请求的视频文件的持续时间和可用的编码比特率。该步骤可以在RG控制模块和RG/vRG之间执行，随后，RG控制模块可以向智能控制模块通知用户设备的状态信息。

在步骤S2，SDC可以获取来自NE的宽带接入网络的状态信息，例如用户设备数量和当前可用的宽带接入网络资源。该步骤可以在NE控制模块与NE之间执行，随后，NE控制模块可以向智能控制模块通知宽带接入网络的状态信息。

在步骤S3，SDC可以基于用户设备的状态信息来将用户设备对网络资源的需求映射到用户设备的QoE参数。

在步骤S4，SDC可以根据所述用户设备QoE参数和当前可用的宽带接入网络资源来计算能够保证所有用户设备之间的QoE的资源的最优集合(例如某个用户设备需要分配多大的带宽资源)，以使得用户设备能够得到合理份额的宽带接入网络资源。该步骤可以由智能控制模块执行，随后，智能控制模块可以向RG控制模块和NE控制模块通知所计算出的资源的最优集合。

在步骤S5，RG控制模块向RG/vRG通知其应当请求的资源。

在步骤S6，NE控制模块可以根据所计算出的资源的最优集合在宽带接入网络网元中的流表中添加转发规则。

本发明还提供一种用于优化宽带网络中端到端的用户设备QoE的装置，如图4所示，该装置包括：第一获取单元410，用于获取用户设备的状态信息，该用户设备的状态信息至少包括相应的用户设备对网络资源的需求；第二获取单元420，用于获取宽带接入网络的状态信息，该宽带接入网络的状态信息至少包括当前可用的宽带接入网络资源；以及控制单元430，用于根据所获取的用户设备的状态信息和所获取的宽带接入网络的状态信息来确定能够保证所有用户设备之间的QoE的资源。由此能够将用户设备对网络资源的需求和当前可用的宽带接入网络资源这二者考虑在内，为宽带接入网络中的所有用户设备提供合适的宽带网络QoE，避免了一个用户设备占用比其合理份额更多的带宽资源。

其中所述用户设备的状态信息可以包括例如所请求的文件的持续时间和可用的编码比特率；所述宽带接入网络的状态信息还可以包括用户设备的数量。

根据一种实施方式，所述控制单元430包括：映射子单元，用于基于所述用户设备的状态信息，将用户设备对网络资源的需求映射到用户设备的QoE参数；计算子单元，用于根据所映射到的QoE参数和所获取的宽带接入网络的状态信息来计算能够保证所有用户设备之间的QoE的资源的最优集合；通告子单元，根据所计算出的资源的最优集合向用户设备通知其应当请求的资源。

所述控制单元420还可以用于：在所述第一获取单元410获取用户设备的状态信息之后，根据用户设备的状态信息来为用户设备分配优先级；并且所述通告子单元根据所计算出的资源的最优集合基于用户设备的优先级来向用户设备通知其应当请求的资源。

本发明还提供一种用于优化宽带接入网络中端到端的用户设备的QoE***，该***包括上述用于优化宽带接入网络中的用户设备的QoE的装置、网元、以及驻地网关，其中所述网元用于根据所述装置所计算出的资源的最优集合流表中添加转发规则，所述驻地网关用户设备向所述装置传送用户设备的状态信息。

以上虽然通过一些示例性的实施例对本发明提供的优化宽带接入网络中端到端的用户设备QoE的方法、装置及***进行了详细的描述，但是以上这些实施例并不是穷举的，本领域技术人员可以在本发明的精神和范围内实现各种变化和修改。因此，本发明并不限于这些实施例，本发明的范围仅由所附权利要求为准。

Claims (13)

1.一种用于优化宽带接入网络中端到端的用户设备体验质量(QoE)的方法，该方法包括：

获取用户设备的状态信息，该用户设备的状态信息至少包括相应的用户设备对网络资源的需求；

获取宽带接入网络的状态信息，该宽带接入网络的状态信息至少包括当前可用的宽带接入网络资源；以及

根据所获取的用户设备的状态信息和所获取的宽带接入网络的状态信息来确定能够保证所有用户设备之间的QoE的资源。

2.根据权利要求1所述的方法，其中根据所获取的用户设备的状态信息和所获取的宽带接入网络的状态信息来确定能够保证所有用户设备之间的QoE的资源的步骤包括：

基于所述用户设备的状态信息，将用户设备对网络资源的需求映射到用户设备的QoE参数；

根据所映射到的QoE参数和所获取的宽带接入网络的状态信息来计算能够保证所有用户设备之间的QoE的资源的最优集合；以及

根据所计算出的资源的最优集合向用户设备通知其应当请求的资源。

3.根据权利要求2所述的方法，该方法还包括：

根据所计算出的资源的最优集合在网络中的网元处的流表中添加转发规则。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其中所述用户设备的状态信息包括所请求的文件的持续时间和可用的编码比特率。

5.根据权利要求2或3所述的方法，其中所述宽带接入网络的状态信息包括用户设备的数量。

6.根据权利要求2所述的方法，该方法还包括：

在获取用户设备的状态信息的步骤之后，根据用户设备的状态信息来为用户设备分配优先级；

并且根据所计算出的资源的最优集合向用户设备通知其应当请求的资源的步骤包括：根据所计算出的资源的最优集合基于用户设备的优先级来向用户设备通知其应当请求的资源。

7.一种用于优化宽带接入网络中端到端的用户设备体验质量(QoE)的装置，该装置包括：

第一获取单元，用于获取用户设备的状态信息，该用户设备的状态信息至少包括相应的用户设备对网络资源的需求；

第二获取单元，用于获取宽带接入网络的状态信息，该宽带接入网络的状态信息至少包括当前可用的宽带接入网络资源；以及

控制单元，用于根据所获取的用户设备的状态信息和所获取的宽带接入网络的状态信息来确定能够保证所有用户设备之间的QoE的资源。

8.根据权利要求7所述的装置，其中所述控制单元包括：

映射子单元，用于基于所述用户设备的状态信息，将用户设备对网络资源的需求映射到用户设备的QoE参数；

计算子单元，用于根据所映射到的QoE参数和所获取的宽带接入网络的状态信息来计算能够保证所有用户设备之间的QoE的资源的最优集合；

通告子单元，根据所计算出的资源的最优集合向用户设备通知其应当请求的资源。

9.根据权利要求8所述的装置，其中所述用户设备的状态信息包括所请求的文件的持续时间和可用的编码比特率。

10.根据权利要求8所述的装置，其中所述宽带接入网络的状态信息还包括用户设备的数量。

11.根据权利要求8所述的装置，其中所述控制单元还用于：在所述第一获取单元获取用户设备的状态信息之后，根据用户设备的状态信息来为用户设备分配优先级；

并且所述通告子单元根据所计算出的资源的最优集合基于用户设备的优先级来向用户设备通知其应当请求的资源。

12.根据权利要求11所述的装置，其中所述控制单元为用户设备分配优先级。

13.一种用于优化宽带接入网络中端到端的用户设备体验质量(QoE)的***，该***包括根据权利要求7-12中任一权利要求所述的装置、网元、以及驻地网关，其中所述网元用于根据所述装置所计算出的资源的最优集合流表中添加转发规则，所述驻地网关用户设备向所述装置传送用户设备的状态信息。