專利名稱：一種保障移動(dòng)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)流媒體業(yè)務(wù)體驗(yàn)質(zhì)量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)等網(wǎng)絡(luò)(P2P)流媒體技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)環(huán) 境下保障移動(dòng)P2P (MP2P)流媒體業(yè)務(wù)體驗(yàn)質(zhì)量(QoE)的方法。
背景技術(shù)：
流媒體又叫流式媒體，該技術(shù)可以使音頻、視頻和其他多媒體文件在互聯(lián)網(wǎng)上 以實(shí)時(shí)的、無需下載的方式進(jìn)行播放，只需將開始部分存入緩存區(qū)，然后用戶可以邊下 載邊播放，使等待時(shí)延大大減少。寬帶網(wǎng)的飛速發(fā)展推動(dòng)了流媒體直播系統(tǒng)技術(shù)的廣泛 應(yīng)用。P2P流媒體將P2P技術(shù)引入到流媒體傳輸中，能夠充分利用終端資源，降低運(yùn)營(yíng) 成本，目前已經(jīng)在互聯(lián)網(wǎng)中得到了廣泛的應(yīng)用。但由于P2P流媒體業(yè)務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速率 和終端能力要求較高，目前還很難簡(jiǎn)單地從固定網(wǎng)絡(luò)移植到移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中來。隨著無線技術(shù)的發(fā)展，特別是HSPA、LTE等技術(shù)的不斷成熟，無線接入網(wǎng)絡(luò)的 上下行傳輸速率極大提高、移動(dòng)核心網(wǎng)的全I(xiàn)P化以及終端處理和存儲(chǔ)能力的日益增強(qiáng)， 這些都為P2P流媒體業(yè)務(wù)在未來移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的廣泛應(yīng)用創(chuàng)造了條件。研究人員已經(jīng)開始 對(duì)在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中部署P2P流媒體業(yè)務(wù)進(jìn)行探討，并取得了一定的研究成果。Zhou Su等 人發(fā)表的"An integrated Retrieval and Pre—fetching algorithms for Segmented Streaming in Mobile Peer—to—Peer Networks” (參見 IEEE International Cluster Computing, 2005)提出了 一種查詢、預(yù)獲取算法來解決移動(dòng)P2P網(wǎng)絡(luò)的資源發(fā)現(xiàn)和數(shù)據(jù)復(fù)制問題。Monies, I.M.等 人發(fā)表的題為“On the impact of user mobility on peer-to-peer video streaming” (參見 IEEE Wireless Communications, 2008)指出無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中用戶的移動(dòng)性會(huì)給P2P流媒體傳輸 帶來尋址、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的困難。Mushtaq, M.和Ahmed, T發(fā)表的題為‘‘P2P_Based Mobile IPTV: Challenges and Opportunities ” (參見 AICCSA 2008 )分析 了基于 P2P 的移動(dòng) IPTV 業(yè)務(wù)面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，指出需要監(jiān)測(cè)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的變化并動(dòng)態(tài)管理P2P終端的協(xié)作 過程。但這些研究還只是處于探索階段，未能很好解決移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中P2P流媒體存在的問 題，為以后的研究提供了一定的借鑒和參考。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中P2P流媒體業(yè)務(wù)的Q0E的高低是決定該業(yè)務(wù)能否被用戶接受的 關(guān)鍵因素。QoE是用戶感知的服務(wù)質(zhì)量，定義為一個(gè)應(yīng)用或業(yè)務(wù)的總體可接受性， 是終端用戶的主觀感知，是從用戶角度感受到的系統(tǒng)整體性能，體現(xiàn)用戶對(duì)業(yè)務(wù)的滿 意程度。對(duì)于多媒體業(yè)務(wù)而言，研究QoE參數(shù)指標(biāo)的高低具有更切實(shí)的需求，同時(shí) QoE又和QoS參數(shù)有密切的關(guān)系，可以說QoE主要受到QoS的決定，還與用戶個(gè)體 因素和業(yè)務(wù)類型相關(guān)。ITU-T、3GPP、ETSI等標(biāo)準(zhǔn)化組織對(duì)QoE開展了標(biāo)準(zhǔn)制定工 作，主要涉及IPTV、移動(dòng)流媒體業(yè)務(wù)的QoE度量指標(biāo)、測(cè)量方法、QoE評(píng)估等(參 見"ITU-T Recommendation J. 149: Method for specifying accuracy and cross-calibration of Video Quality Metrics (VQM) ”，March, 2004 ；以及 ‘‘3GPP TS 26.234 V8.1.0 .Transparent end-to-end Packet-switched Streaming Service (PSS) ；Protocols and codecs (Release 8) ” , December,2008)，但至今還沒有一個(gè)統(tǒng)一、可行的QoE評(píng)價(jià)及管理體系。對(duì)于P2P流媒體業(yè)務(wù)，QoE問題主要表現(xiàn)為播放延遲過長(zhǎng)、播放質(zhì)量不穩(wěn)定、對(duì)視頻點(diǎn)播VCR操作 (播放、暫停、隨機(jī)跳躍等操作)支持不足等，且P2P覆蓋網(wǎng)絡(luò)在路由、組網(wǎng)方面的特殊 性，現(xiàn)有研究提出的QoE管理方法難以直接應(yīng)用于P2P流媒體系統(tǒng)中。
在移動(dòng)P2P流媒體系統(tǒng)中，為了改善用戶QoE，需要提供一個(gè)優(yōu)良的網(wǎng)絡(luò)QoS 環(huán)境。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)P2P流媒體業(yè)務(wù)的傳輸是一個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)相互協(xié)作的過程，目前主要的 QoS保證機(jī)制主要有緩存管理、節(jié)點(diǎn)選擇和數(shù)據(jù)調(diào)度。
緩存管理涉及到緩存分配和緩存替換兩個(gè)方面。緩存分配是根據(jù)節(jié)點(diǎn)緩存空間 大小以及相關(guān)業(yè)務(wù)信息，在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，按照一定的規(guī)則選擇一些媒體內(nèi)容緩存在節(jié)點(diǎn) 上，以達(dá)到在有限的緩存空間獲得較高的系統(tǒng)性能(如系統(tǒng)的吞吐量、服務(wù)質(zhì)量、網(wǎng)絡(luò) 資源的節(jié)省程度等)。緩存替換是在系統(tǒng)運(yùn)行期間，根據(jù)視頻對(duì)象的流行度、用戶的點(diǎn) 播行為以及網(wǎng)絡(luò)資源的變化情況，按照一定的策略動(dòng)態(tài)調(diào)整節(jié)點(diǎn)緩存空間中存放的節(jié)目 內(nèi)容，以提高系統(tǒng)性能。采用緩存管理技術(shù)可以有效節(jié)省存儲(chǔ)空間，降低節(jié)點(diǎn)獲取數(shù)據(jù) 視頻的訪問啟動(dòng)時(shí)延，降低系統(tǒng)運(yùn)行對(duì)服務(wù)器的負(fù)載以增大系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。常見的 緩存管理替換算法有先進(jìn)先出算法FIFO、最近很少使用算法LRU、最低頻率使用算法 LFU、LRUMIN以及隨機(jī)算法等。
節(jié)點(diǎn)選擇機(jī)制是指當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)加入P2P系統(tǒng)中時(shí)，根據(jù)某種決定策略選擇系統(tǒng) 中存儲(chǔ)有該節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求內(nèi)容的部分節(jié)點(diǎn)作為鄰居節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)進(jìn)一步與這些鄰居節(jié)點(diǎn)建立 連接，獲取數(shù)據(jù)。根據(jù)節(jié)點(diǎn)選擇機(jī)制優(yōu)化目標(biāo)的不同，將節(jié)點(diǎn)選擇機(jī)制劃分為面向系統(tǒng) 健壯性與網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡性、面向流服務(wù)質(zhì)量和面向網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚奂匀愖訂栴}。比較典 型的有斯坦福Peers研究組提出的SpreadIt與Peercast系統(tǒng)、Berkeley大學(xué)的Scattercast 和Purdue大學(xué)的Promise系統(tǒng)以及華中科技大學(xué)的Anysee視頻直播系統(tǒng)和中科院計(jì)算所 的BigMedia直播系統(tǒng)等。但是現(xiàn)有算法僅改進(jìn)了系統(tǒng)的一方面性能，無法做到既保證流 服務(wù)質(zhì)量，又提高網(wǎng)絡(luò)利用率，節(jié)點(diǎn)選擇機(jī)制仍然需要進(jìn)一步研究與發(fā)展，以適應(yīng)對(duì)P2P 系統(tǒng)流媒體大規(guī)模分發(fā)的要求。
數(shù)據(jù)調(diào)度的主要思想是請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)決定每個(gè)發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)送的速率以及數(shù)據(jù)段， 即對(duì)發(fā)送節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳送的調(diào)度，使得在媒體數(shù)據(jù)被播放之前收到各個(gè)發(fā)送者發(fā)送的數(shù) 據(jù)段并將之還原成連續(xù)的媒體數(shù)據(jù)，從而保證媒體流的正常播放。從數(shù)據(jù)分發(fā)的拓?fù)?結(jié)構(gòu)來看，現(xiàn)有研究可劃分為基于單組播樹的數(shù)據(jù)分發(fā)調(diào)度、基于多組播樹的數(shù)據(jù)分發(fā) 調(diào)度和基于隨機(jī)拓?fù)涞臄?shù)據(jù)調(diào)度三種類型。目前，有幾種典型的數(shù)據(jù)調(diào)度算法在基 于DONet的系統(tǒng)中使用的隨機(jī)調(diào)度算法，它對(duì)于每個(gè)空缺的數(shù)據(jù)塊，每個(gè)節(jié)點(diǎn)隨機(jī)地從 持有此數(shù)據(jù)塊的伙伴節(jié)點(diǎn)中選擇一個(gè)節(jié)點(diǎn)，然后請(qǐng)求選中的伙伴節(jié)點(diǎn)；用于分層流媒體 系統(tǒng)中的循環(huán)魯棒策略，該算法按照比例分配所有請(qǐng)求的數(shù)據(jù)塊到一個(gè)伙伴，如果僅有 一個(gè)伙伴有該數(shù)據(jù)塊，則從該伙伴獲取，否則從擁有最大可用帶寬的伙伴節(jié)點(diǎn)獲??；在 Coolstreaming/DONet系統(tǒng)中被提出的最少優(yōu)先算法，主要思想是節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求潛在提供者較 少的數(shù)據(jù)塊，如果一個(gè)數(shù)據(jù)塊有多個(gè)潛在提供者，那么具有最多剩余帶寬和足夠可用時(shí) 間的節(jié)點(diǎn)被選中。相關(guān)領(lǐng)域的研究者也在這些算法的基礎(chǔ)上進(jìn)行研究，提出了一些性能 更加優(yōu)化的算法。
基于策略的管理方法是通過策略來實(shí)現(xiàn)對(duì)被管理系統(tǒng)的分布式、自動(dòng)化以及動(dòng) 態(tài)自適應(yīng)的管理，在涉及到動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)的學(xué)術(shù)研究和應(yīng)用中已越來越受到重視。目前，IETF、電信管理論壇(TeleManagement Foram、TMF)等標(biāo)準(zhǔn)化組織，英國(guó)倫敦皇家學(xué) 院、歐洲的分布式管理任務(wù)組(Distributed Management Task Force，DMTF)等研究組織
及許多大學(xué)都積極開展了基于策略的管理方法的研究，并已經(jīng)取得了卓有成效的成果。 特別是IETF定義的策略核心信息模型(Policy Core Information Model，PCIM )及其 擴(kuò)展(PCIMe)(參見 IETF RFC3460)、基于策略的網(wǎng)絡(luò)管理(PolicyBasedNetwork Management, PBNM)框架(參見IETF RFC3318)為策略管理系統(tǒng)提供了標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)。
但目前還沒有將策略管理用于P2P流媒體系統(tǒng)的相關(guān)研究。所以有必要研究一種可以根 據(jù)終端、網(wǎng)絡(luò)的情況自適應(yīng)調(diào)整P2P流媒體Q0E管理策略的策略信息模型，從而能方便 高效地改善用戶QoE，提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種保障 移動(dòng)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)流媒體業(yè)務(wù)體驗(yàn)質(zhì)量的方法，通過對(duì)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境相關(guān)信息的實(shí)時(shí)獲取和 流媒體業(yè)務(wù)QoE的實(shí)時(shí)評(píng)估，自適應(yīng)地實(shí)現(xiàn)策略信息模型構(gòu)建及QoE管理策略選擇，從 而實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)P2P流媒體業(yè)務(wù)Q0E的動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)管理，為移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)用戶提供良好的 業(yè)務(wù)體驗(yàn)質(zhì)量。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明公開了一種提供一種用于描述和構(gòu)建MP2P流 媒體QoE管理策略的方法，包括策略動(dòng)作和策略變量。所述的策略信息模型，其中，所述的策略動(dòng)作包括緩存管理策略動(dòng)作，為用 戶提供自適應(yīng)的總緩存區(qū)的劃分和主、從緩存區(qū)的劃分比例選擇；節(jié)點(diǎn)選擇策略動(dòng)作， 為用戶提供合理的鄰居節(jié)點(diǎn)選擇及服務(wù)提供節(jié)點(diǎn)選擇；數(shù)據(jù)調(diào)度策略動(dòng)作，為用戶在流 媒體數(shù)據(jù)調(diào)度階段提供合理的數(shù)據(jù)調(diào)度選擇。所述的策略信息模型，其中，所述的策略變量包括全局策略變量，用于描述 用戶的系統(tǒng)信息；緩存管理策略變量，用于描述緩存管理策略動(dòng)作的動(dòng)作依據(jù)；節(jié)點(diǎn)選 擇策略變量，用于描述節(jié)點(diǎn)選擇策略動(dòng)作的動(dòng)作依據(jù)；數(shù)據(jù)調(diào)度策略變量，用于描述數(shù) 據(jù)調(diào)度策略動(dòng)作的動(dòng)作依據(jù)。有益效果本發(fā)明應(yīng)用于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的P2P流媒體業(yè)務(wù)，能夠根據(jù)移動(dòng)網(wǎng) 絡(luò)環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化實(shí)時(shí)地選擇和更新QoE管理策略，可有效應(yīng)對(duì)無線信道質(zhì)量動(dòng)態(tài)變 化、節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性等因素對(duì)流媒體傳輸質(zhì)量的影響，從而通過自適應(yīng)的QoE策略管理為用 戶提供良好的QoE保證。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做更進(jìn)一步的具體說明，本發(fā)明的上述 和/或其他方面的優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚。圖1是本發(fā)明中Q0E管理策略信息模型示意圖。圖2是本發(fā)明中緩存管理策略動(dòng)作示意圖。圖3是本發(fā)明中節(jié)點(diǎn)選擇策略動(dòng)作示意圖。圖4是本發(fā)明中數(shù)據(jù)調(diào)度策略動(dòng)作示意圖。 圖5是本發(fā)明中全局策略變量示意圖。
圖6是本發(fā)明中緩存管理策略變量示意圖。
圖7是本發(fā)明中節(jié)點(diǎn)選擇策略變量示意圖。
圖8是本發(fā)明中數(shù)據(jù)調(diào)度策略變量示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的核心思想是對(duì)于承載于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的P2P流媒體業(yè)務(wù)，由于環(huán) 境質(zhì)量的時(shí)變性以及節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)性，導(dǎo)致了所執(zhí)行策略信息的不確定性。本發(fā)明通過對(duì) 網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和用戶服務(wù)質(zhì)量信息的動(dòng)態(tài)測(cè)量及實(shí)時(shí)評(píng)估，自適應(yīng)地調(diào)整執(zhí)行策略，為用戶 提供更好的QoE保證。
本發(fā)明所適用的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境為任何能承載對(duì)P2P流媒體業(yè)務(wù)的無線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，如 WLAN、傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)(3G/LTE)等。
下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施進(jìn)行詳細(xì)說明，在描述過程中省略了對(duì)于本發(fā)明 來說是不必要的細(xì)節(jié)和功能，以防止對(duì)本發(fā)明的理解造成混淆。
本發(fā)明提供了一種用于描述和構(gòu)建MP2P流媒體Q0E管理策略的策略信息模 型，包括策略動(dòng)作和策略變量。
圖1所示為QoE策略信息總體模型。該模型包括策略動(dòng)作和策略變量，策略動(dòng) 作完成自適應(yīng)策略選擇過程，策略變量為該策略選擇過程中所需依據(jù)的量化。其中的策 略動(dòng)作進(jìn)一步包括緩存管理策略動(dòng)作、節(jié)點(diǎn)選擇策略動(dòng)作和數(shù)據(jù)調(diào)度策略動(dòng)作。策略變 量進(jìn)一步包括全局策略變量模型、緩存管理策略變量、節(jié)點(diǎn)選擇策略變量和數(shù)據(jù)調(diào)度策 略變量。
圖2所示為緩存管理策略動(dòng)作模型。該策略動(dòng)作完成與用戶設(shè)備緩存區(qū)的相關(guān) 策略選擇。緩存管理策略動(dòng)作包括緩存區(qū)劃分、緩存前攝、緩存替換。
緩存區(qū)劃分包括總緩存空間分配和主、從緩存區(qū)劃分。總緩存空間分配即在節(jié) 點(diǎn)終端設(shè)備中為其所請(qǐng)求服務(wù)劃分一定的流媒體緩存區(qū)；主、從緩存區(qū)劃分則是將總緩 存空間按一定比例劃分為主、從緩存區(qū)，其中主緩存區(qū)用于為節(jié)點(diǎn)本身請(qǐng)求的業(yè)務(wù)緩存 數(shù)據(jù)，從緩存區(qū)用于存儲(chǔ)流媒體資源為網(wǎng)絡(luò)中其他節(jié)點(diǎn)提供流媒體數(shù)據(jù)。
緩存前攝即在服務(wù)提供過程中，對(duì)未播放流媒體數(shù)據(jù)的調(diào)度； 緩存替換即在服務(wù)提供過程中，對(duì)已播放流媒體數(shù)據(jù)的更新；圖3所示為節(jié)點(diǎn)選擇策略動(dòng)作模型。該策略動(dòng)作完成為用戶提供服務(wù)的相關(guān)服務(wù)提 供節(jié)點(diǎn)的策略選擇。節(jié)點(diǎn)選擇策略動(dòng)作包括鄰居節(jié)點(diǎn)選擇、服務(wù)節(jié)點(diǎn)選擇以及節(jié)點(diǎn)切換 處理。
鄰居節(jié)點(diǎn)選擇即系統(tǒng)根據(jù)一定的動(dòng)作屬性為業(yè)務(wù)請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)找到一組候選服務(wù)提 供節(jié)點(diǎn)集合。
服務(wù)節(jié)點(diǎn)選擇即為業(yè)務(wù)請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)從候選服務(wù)提供節(jié)點(diǎn)集合中選擇最終的服務(wù)提 {共T^點(diǎn)。
節(jié)點(diǎn)切換處理即當(dāng)服務(wù)節(jié)點(diǎn)中斷對(duì)用戶的流媒體服務(wù)或者服務(wù)節(jié)點(diǎn)所提供的流 媒體服務(wù)質(zhì)量不能滿足用戶要求時(shí)，用戶即時(shí)從其他鄰居節(jié)點(diǎn)中選擇新的服務(wù)提供節(jié) 點(diǎn)，并建立與所述新服務(wù)節(jié)點(diǎn)的流媒體服務(wù)連接。
圖4所示為數(shù)據(jù)調(diào)度策略動(dòng)作模型。該策略動(dòng)作為用戶提供數(shù)據(jù)調(diào)度階段的數(shù)據(jù)調(diào)度算法策略選擇。數(shù)據(jù)調(diào)度策略動(dòng)作包括網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量信息獲取、信道帶寬分配以及數(shù) 據(jù)調(diào)度算法選擇。網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量信息獲取在服務(wù)提供過程中，對(duì)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)可提供帶寬、網(wǎng)絡(luò)負(fù)載、信 道干擾和信道衰落等網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量信息的獲取。信道帶寬分配即在服務(wù)建立過程中，根據(jù)用戶所擁有的業(yè)務(wù)等級(jí)為其分配相應(yīng) 的服務(wù)帶寬。數(shù)據(jù)調(diào)度算法選擇即在服務(wù)建立及提供過程中，根據(jù)所獲取的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量信息及 系統(tǒng)為用戶所分配的信道帶寬實(shí)時(shí)進(jìn)行的數(shù)據(jù)調(diào)度算法選擇。圖5所示為全局策略變量模型。該策略變量作為用戶的系統(tǒng)信息，為其策略動(dòng) 作的各個(gè)階段提供屬性依據(jù)。其具體包括
用戶等級(jí)變量用于描述業(yè)務(wù)請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)所處用戶等 級(jí)，例如可分為高優(yōu)先級(jí)及普通 用戶。業(yè)務(wù)類型變量用于描述業(yè)務(wù)請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)所請(qǐng)求的業(yè)務(wù)類型，例如可分為流媒體 直播業(yè)務(wù)和流媒體點(diǎn)播業(yè)務(wù)。圖6所示為緩存管理策略變量模型。該策略變量為緩存管理各項(xiàng)策略動(dòng)作提供 屬性依據(jù)。包括緩存區(qū)劃分變量、緩存前攝變量和緩存替換變量，具體有
終端類型變量用于描述不同類型終端的存儲(chǔ)能力大小。 流媒體質(zhì)量變量用于描述所請(qǐng)求流媒體的質(zhì)量等級(jí)，包括高清質(zhì)量、普通質(zhì) 量和最低播放保證質(zhì)量。劃分比例變量用于描述總緩存中對(duì)主、從緩存區(qū)空間劃分比例。緊急度用于描述主緩存區(qū)中進(jìn)行數(shù)據(jù)前攝時(shí)所選數(shù)據(jù)塊的緊急狀態(tài)。貢獻(xiàn)度用于描述從緩存區(qū)中所存數(shù)據(jù)的重要性，以此來決定對(duì)該區(qū)域中那些 數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存替換處理。圖7所示為節(jié)點(diǎn)選擇策略變量模型。該策略變量為節(jié)點(diǎn)選擇各項(xiàng)策略動(dòng)作提供 屬性依據(jù)。其包括節(jié)點(diǎn)位置變量、節(jié)點(diǎn)選擇變量和節(jié)點(diǎn)切換變量三類，具體有
緩存資源指示用于描述某一節(jié)點(diǎn)所擁有的資源情況。節(jié)點(diǎn)的播放位置用于描述當(dāng)前業(yè)務(wù)請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)所播放流媒體的位置。播放位置差用于描述候選節(jié)點(diǎn)與當(dāng)前服務(wù)請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)間所播放流媒體的位置 差。切換播放距離差用于描述是否需要進(jìn)行基于距離差切換的播放距離差門限。切換良好度用于描述是否需要進(jìn)行基于良好度切換的良好度門限。圖8所示為數(shù)據(jù)調(diào)度策略變量模型。該策略變量為數(shù)據(jù)調(diào)度各項(xiàng)策略動(dòng)作提供 屬性依據(jù)。其具體包括信道質(zhì)量探測(cè)變量、信道帶寬分配變量和數(shù)據(jù)調(diào)度算法變量三 類，具體有
帶寬分配變量用于描述當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)實(shí)際可提供的帶寬大小。數(shù)據(jù)調(diào)度算法變量用于描述為用戶所選取的數(shù)據(jù)調(diào)度算法，例如可包括最早 優(yōu)先算法和最少優(yōu)先算法等。下面以節(jié)點(diǎn)選擇的策略管理為具體實(shí)施例進(jìn)行說明，實(shí)施場(chǎng)景為用戶A需要在 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行P2P流媒體業(yè)務(wù)服務(wù)，所處網(wǎng)絡(luò)環(huán)境為WCDMA網(wǎng)絡(luò)。
該用戶的業(yè)務(wù)信息如下 用戶等級(jí)高優(yōu)先級(jí)用戶組；網(wǎng)絡(luò)提供的業(yè)務(wù)類型直播流媒體業(yè)務(wù)、點(diǎn)播流媒體業(yè)務(wù)；終端類型小存儲(chǔ)容量設(shè)備。所請(qǐng)求的業(yè)務(wù)內(nèi)容類型點(diǎn)播流媒體業(yè)務(wù)用戶A向其所在服務(wù)區(qū)的MP2P流媒體服務(wù)器發(fā)起業(yè)務(wù)請(qǐng)求，通過系統(tǒng)的鑒權(quán)和允許 接入操作后，該用戶開始請(qǐng)求其所要求的流媒體服務(wù)內(nèi)容。具體過程為首先，進(jìn)行策略節(jié)點(diǎn)選擇和策略緩存管理。策略節(jié)點(diǎn)選擇的具體實(shí)施過程如下 a.進(jìn)行鄰居節(jié)點(diǎn)選擇。在這里，用戶以最小時(shí)延作為節(jié)點(diǎn)遴選條件，具體實(shí)施過程 中，以所經(jīng)過的節(jié)點(diǎn)跳數(shù)最少為標(biāo)準(zhǔn)，故優(yōu)先選擇與其處于同一小區(qū)或相鄰小區(qū)的鄰居 節(jié)點(diǎn)作為候選的服務(wù)節(jié)點(diǎn)，所得到的鄰居節(jié)點(diǎn)集合大小為20 (若某時(shí)刻網(wǎng)絡(luò)中存有該內(nèi) 容的節(jié)點(diǎn)數(shù)不足20，則以存在的最大值作為集合大小)。
b.進(jìn)行服務(wù)節(jié)點(diǎn)選擇。因該用戶所處的用戶組為高優(yōu)先級(jí)用戶組。故此選擇過 程中，可優(yōu)先在鄰居節(jié)點(diǎn)中選擇所請(qǐng)求流媒體資源豐富，時(shí)延較小的節(jié)點(diǎn)作為其服務(wù)節(jié) 點(diǎn)，所得到的服務(wù)節(jié)點(diǎn)集合大小為10 (若某時(shí)刻網(wǎng)絡(luò)中鄰居節(jié)點(diǎn)集合中的候選節(jié)點(diǎn)數(shù)不 足10，則以存在的最大值作為集合大小)。
這樣，就完成了業(yè)務(wù)建立階段的節(jié)點(diǎn)選擇過程。同時(shí)進(jìn)行的策略緩存管理的具 體過程為a.根據(jù)其系統(tǒng)用戶信息中的終端類型為小存儲(chǔ)容量設(shè)備，將該用戶設(shè)備存儲(chǔ)容量的 10%劃分為流媒體業(yè)務(wù)緩存空間；根據(jù)其系統(tǒng)用戶信息中的該用戶屬于高優(yōu)先級(jí)用戶 組，故將其流媒體業(yè)務(wù)緩存空間的80%作為其主緩存區(qū)，用于為該節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求的流媒體業(yè) 務(wù)提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，剩余的20%作為從緩存區(qū)，用于為網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點(diǎn)提供流媒體數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)。
b.在該節(jié)點(diǎn)的流媒體播放過程中，對(duì)于未播放數(shù)據(jù)的前攝過程為節(jié)點(diǎn)根據(jù)網(wǎng) 絡(luò)中所存在的未播放數(shù)據(jù)的資源數(shù)目以及資源緊急度，加權(quán)得到其前攝指數(shù)，并選擇該 指數(shù)最大的資源作為其前攝目標(biāo)。
c.同樣，在節(jié)點(diǎn)的流媒體播放過程中，對(duì)于已播放數(shù)據(jù)所占存儲(chǔ)資源的更新過 程為節(jié)點(diǎn)判斷該數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的緊急度和貢獻(xiàn)度，加權(quán)得到其更新指數(shù)，并選擇該指 數(shù)最小的資源作為替換資源。
此后，在進(jìn)行完上述兩項(xiàng)策略動(dòng)作后，即需要該業(yè)務(wù)請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)與服務(wù)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行 策略數(shù)據(jù)調(diào)度，以獲取相關(guān)的流媒體數(shù)據(jù)資源。其具體過程為a.網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量信息獲取。在服務(wù)提供過程中，系統(tǒng)對(duì)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)可提供帶寬、網(wǎng)絡(luò)負(fù) 載、信道干擾和信道衰落等信息進(jìn)行周期性獲取并更新，以判斷網(wǎng)絡(luò)能提供的最大服務(wù) 提供能力；b.信道帶寬分配。在服務(wù)建立過程中，根據(jù)用戶所擁有的用戶等級(jí)為高優(yōu)先級(jí)用戶 組為其分配相應(yīng)的服務(wù)帶寬(可提供最大服務(wù)帶寬的70%作為下行數(shù)據(jù)傳輸帶寬)；c.數(shù)據(jù)調(diào)度算法選擇。在服務(wù)建立及提供過程中，根據(jù)所獲取的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量信息及系 統(tǒng)為用戶所分配的信道帶寬實(shí)時(shí)進(jìn)行的數(shù)據(jù)調(diào)度算法選擇，這里假設(shè)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量良好，故 為其選擇最少有點(diǎn)算法。
在服務(wù)過程中，由于用戶設(shè)備的隨機(jī)開關(guān)和移動(dòng)性，會(huì)出現(xiàn)已建立業(yè)務(wù)連接的 服務(wù)節(jié)點(diǎn)隨機(jī)斷開或其所提供流媒體服務(wù)質(zhì)量不能滿足用戶要求(如系統(tǒng)為其提供的數(shù) 據(jù)傳輸帶寬低于1 Mbps，或一分鐘內(nèi)出現(xiàn)的播放中斷次數(shù)大于2次)的情況。此時(shí)，需 要快速重新選擇合適的服務(wù)節(jié)點(diǎn)。 在這種情況下，需要縮短由于切換過程所帶來的業(yè)務(wù)中斷時(shí)間。首先，直接建 立該業(yè)務(wù)請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)與內(nèi)容服務(wù)器的連接，以保證其播放的不間斷，同時(shí)進(jìn)行新服務(wù)節(jié)點(diǎn) 的選擇。在此次的遴選過程中，以業(yè)務(wù)請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)的當(dāng)前播放時(shí)間為基準(zhǔn)，選擇播放距離 較近且資源良好的的節(jié)點(diǎn)作為服務(wù)節(jié)點(diǎn)。在完成選擇后，將該服務(wù)請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)連接 切換至新選出的服務(wù)節(jié)點(diǎn)上。至此，完成了切換階段的節(jié)點(diǎn)選擇策略管理過程。本發(fā)明提供了一種保障移動(dòng)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)流媒體業(yè)務(wù)體驗(yàn)質(zhì)量的方法的思路及方 法，具體實(shí)現(xiàn)該技術(shù)方案的方法和途徑很多，以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng) 當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以 做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。本實(shí)施例中未明確 的各組成部分均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種保障移動(dòng)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)流媒體業(yè)務(wù)體驗(yàn)質(zhì)量的方法，其特征在于，包括策略動(dòng)作 和策略變量，所述策略動(dòng)作用于描述移動(dòng)P2P流媒體Q0E策略管理過程中的執(zhí)行動(dòng)作， 所述策略變量用于描述MP2P流媒體Q0E策略管理過程中的參考變量；所述策略動(dòng)作包括緩存管理策略動(dòng)作、節(jié)點(diǎn)選擇策略動(dòng)作和數(shù)據(jù)調(diào)度策略動(dòng)作；所述策略變量包括全局策略變量、緩存管理策略變量、節(jié)點(diǎn)選擇策略變量以及數(shù)據(jù) 調(diào)度策略變量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種保障移動(dòng)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)流媒體業(yè)務(wù)體驗(yàn)質(zhì)量的方法，其特征 在于，所述緩存管理策略動(dòng)作包括緩存區(qū)劃分在節(jié)點(diǎn)終端設(shè)備中為其所請(qǐng)求服務(wù)分配流媒體緩存空間，并按比例策 略將其劃分為主、從緩存區(qū)，其中主緩存區(qū)用于為節(jié)點(diǎn)本身請(qǐng)求的業(yè)務(wù)緩存數(shù)據(jù)，從緩 存區(qū)用于存儲(chǔ)流媒體資源為網(wǎng)絡(luò)中其他節(jié)點(diǎn)提供流媒體服務(wù)；緩存前攝，在服務(wù)提供過程中，對(duì)未播放流媒體數(shù)據(jù)的調(diào)度；緩存替換，在服務(wù)提供過程中，對(duì)已播放流媒體數(shù)據(jù)的更新。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種保障移動(dòng)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)流媒體業(yè)務(wù)體驗(yàn)質(zhì)量的方法，其特征 在于，所述節(jié)點(diǎn)選擇策略動(dòng)作包括鄰居節(jié)點(diǎn)選擇，在服務(wù)建立時(shí)，從眾多節(jié)點(diǎn)中按照遴選條件選擇一定數(shù)量的節(jié)點(diǎn)作 為服務(wù)節(jié)點(diǎn)的候選節(jié)點(diǎn)；服務(wù)節(jié)點(diǎn)選擇，從鄰居節(jié)點(diǎn)中按照不同的業(yè)務(wù)質(zhì)量等級(jí)選擇一定數(shù)量的節(jié)點(diǎn)作為服 務(wù)提供節(jié)點(diǎn)；節(jié)點(diǎn)切換處理，當(dāng)服務(wù)節(jié)點(diǎn)中斷對(duì)用戶的流媒體服務(wù)或者服務(wù)節(jié)點(diǎn)所提供的流媒體 服務(wù)質(zhì)量不能滿足用戶要求時(shí)，用戶即時(shí)從其他鄰居節(jié)點(diǎn)中選擇新的服務(wù)提供節(jié)點(diǎn)，并 建立與所述新服務(wù)節(jié)點(diǎn)的流媒體服務(wù)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種保障移動(dòng)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)流媒體業(yè)務(wù)體驗(yàn)質(zhì)量的方法，其特征 在于，所述數(shù)據(jù)調(diào)度策略動(dòng)作包括網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量信息獲取，在服務(wù)提供過程中，對(duì)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)可提供帶寬、網(wǎng)絡(luò)負(fù)載、信道 干擾和信道衰落的獲??；信道帶寬分配，在服務(wù)建立過程中，根據(jù)用戶所擁有的用戶等級(jí)為其分配相應(yīng)的服 務(wù)帶寬；數(shù)據(jù)調(diào)度算法選擇，在服務(wù)建立及提供過程中，根據(jù)所獲取的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量信息及系統(tǒng) 為用戶所分配的信道帶寬實(shí)時(shí)進(jìn)行的數(shù)據(jù)調(diào)度算法選擇。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種保障移動(dòng)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)流媒體業(yè)務(wù)體驗(yàn)質(zhì)量的方法，其特征 在于，所述全局策略變量包含用戶等級(jí)變量，用于描述業(yè)務(wù)請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)所處用戶等級(jí)，具體包括高優(yōu)先級(jí)用戶組和 普通用戶組；業(yè)務(wù)類型變量，用于描述業(yè)務(wù)請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)所請(qǐng)求的業(yè)務(wù)類型，具體包括流媒體直播業(yè) 務(wù)和流媒體點(diǎn)播業(yè)務(wù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種保障移動(dòng)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)流媒體業(yè)務(wù)體驗(yàn)質(zhì)量的方法，其特征 在于，所述緩存管理策略變量包括終端類型，用于描述不同類型終端的存儲(chǔ)能力大小，包括大容量存儲(chǔ)設(shè)備和小容量存儲(chǔ)設(shè)備，所述大容量存儲(chǔ)設(shè)備為存儲(chǔ)容量達(dá)到以上20G的設(shè)備，所述小容量存儲(chǔ)設(shè)備 為存儲(chǔ)容量小于20G的設(shè)備；流媒體質(zhì)量等級(jí)，用于描述所請(qǐng)求流媒體的質(zhì)量等級(jí)，包括高清質(zhì)量、普通質(zhì)量和 最低播放保證質(zhì)量；劃分比例，用于描述總緩存中對(duì)主、從緩存區(qū)空間劃分比例，對(duì)于高優(yōu)先級(jí)用戶組 和普通用戶組的主、從緩存區(qū)空間劃分比例分別為其業(yè)務(wù)緩存空間的80%和50% ； 緊急度，用于描述主緩存區(qū)中進(jìn)行數(shù)據(jù)前攝時(shí)所選數(shù)據(jù)塊的緊急狀態(tài)； 貢獻(xiàn)度，用于描述從緩存區(qū)中所存數(shù)據(jù)的重要性，以此來決定對(duì)該區(qū)域中那些數(shù)據(jù) 進(jìn)行緩存替換處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種保障移動(dòng)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)流媒體業(yè)務(wù)體驗(yàn)質(zhì)量的方法，其特征 在于，所述節(jié)點(diǎn)選擇策略變量包括緩存資源指示，用于描述某一節(jié)點(diǎn)當(dāng)前對(duì)某一流媒體資源的擁有情況； 節(jié)點(diǎn)播放位置，用于描述當(dāng)前業(yè)務(wù)請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)所播放流媒體的位置； 播放位置差，用于描述候選節(jié)點(diǎn)與當(dāng)前服務(wù)請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)間所播放流媒體的位置差； 切換播放距離差，用于描述是否需要進(jìn)行基于距離差切換的播放距離差門限； 切換良好度，用于描述進(jìn)行基于良好度切換時(shí)，候選服務(wù)節(jié)點(diǎn)的可用性大小。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種保障移動(dòng)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)流媒體業(yè)務(wù)體驗(yàn)質(zhì)量的方法，其特征 在于，所述數(shù)據(jù)調(diào)度策略變量包括帶寬分配變量，用于描述當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)實(shí)際可提供的帶寬大??；調(diào)度算法變量，用于描述系統(tǒng)可為用戶選取的數(shù)據(jù)調(diào)度算法，包括最早優(yōu)先算法或 最少優(yōu)先算法。
全文摘要
本發(fā)明公開了保障移動(dòng)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)流媒體業(yè)務(wù)體驗(yàn)質(zhì)量的方法，包括策略動(dòng)作和策略變量，所述策略動(dòng)作用于描述移動(dòng)P2P流媒體QoE策略管理過程中的執(zhí)行動(dòng)作，所述策略變量用于描述MP2P流媒體QoE策略管理過程中的參考變量；所述策略動(dòng)作包括緩存管理策略動(dòng)作、節(jié)點(diǎn)選擇策略動(dòng)作和數(shù)據(jù)調(diào)度策略動(dòng)作；所述策略變量包括全局策略變量、緩存管理策略變量、節(jié)點(diǎn)選擇策略變量以及數(shù)據(jù)調(diào)度策略變量。本發(fā)明應(yīng)用于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的P2P流媒體業(yè)務(wù)，能夠根據(jù)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化實(shí)時(shí)地選擇和更新QoE管理策略，可有效應(yīng)對(duì)無線信道質(zhì)量動(dòng)態(tài)變化、節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性等因素對(duì)流媒體傳輸質(zhì)量的影響，從而通過自適應(yīng)的QoE策略管理提供良好的QoE保證。
文檔編號(hào)H04W28/02GK102026276SQ20101059865
公開日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月21日
發(fā)明者夏海輪, 張勇, 王寧, 黃正磊 申請(qǐng)人:江蘇省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司