支持重叠网络多径传输的评价模型和方法研究

摘要

基于传统路由技术构建的单径传输模式，难以有效支持资源调配，限制了高带宽业务需求通信应用的发展。基于应用层中继构建的重叠网络多径传输技术，是实现媒体传输技术升级的一种重要方式。为了实现有QoE保证的多径传输，无论是路径选择，还是负载分配，都依赖于路径评价。一方面，以往针对网络传输层面的评价标准不能直接反映用户对服务的认可程度，网络性能评价指标已从符合网络QoS条件转变为满足用户QoE需求。另一方面，目前成熟的评价方法并不适用于多径传输网络。因此亟待研究适用于重叠网络多径传输的有效评价模型。
　　本文对重叠网络多径传输的评价模型和方法进行了研究，归纳总结目前承载网最常用的Internet QoS体系结构及QoE评价方法，分析了它们在使用过程中可能存在的问题。综合考虑端到端网络QoS及用户QoE，使用模糊数学、随机过程、马尔科夫预测模型、矢量分析法等进行统计评价，提出了一种适用于重叠网络多径传输的评价模型。主要内容及成果如下:第一，设计工作在终端的QoE/QoS报告组件，和工作在网络及源的QoE管理组件，构建端到端QoE保证系统。第二，设计QoE综合评价模型。从RTCP中采集网络评价参数，并对数据矢量化处理，讨论了两种方法将测量值和估计值进行等级量化，分别得到网络可提供QoE等级及用户QoE需求等级。若当前网络的QoE可提供等级高于用户QoE需求等级，则传输有QoE保证，否则没有保证。第三，设计实现QoE动态评价机制。为避免单一路径突变影响多径传输总体评价效果，讨论了两种动态触发情况，实现了端到端多径传输的实时评价。第四，扩展RTCP的自定义分组类型，设计多径传输质量反馈报告，及复合QoE评价报告。此外，本文在设计模型时，还考虑了与3GPP策略管理框架的兼容性，介绍了模型应用及信令流程。
　　使用OMNeT++分别对普通视频通话及高清视频通话两种不同业务进行了仿真测试，并在仿真结果输出后用Matlab进行数据分析。验证了本文提出的解决方案具有合理性与可行性，评价模型能够实时评价网络性能。使用评价控制方案可进一步提高端到端服务质量，使多径传输有QoE保证。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题背景

1．1．1 IP网络的研究和改造

1．1．2 支持重叠网络的多径传输

1．1．3 网络传输评价

1．2 研究的目的和意义

1．2．1 传输路径评价的必要性

1．2．2 重叠网多径传输评价的研究意义

1．3 本文主要研究内容

第2章 相关技术综述

2．1 端到端QoE保证体系

2．1．1 端到端QoE测量

2．1．2 端到端QoE诊断

2．1．3 端到端QoE监控和反馈

2．1．4 端到端QoE管理

2．2 用户体验质量模型与评价方法

2．2．1 影响因素

2．2．2 量化方法

2．2．3 评价方法

2．3 本章小结

第3章 端到端QoE评价模型设计

3．1 端到端QoE保证系统

3．1．1 QoE客观评价模型

3．1．2 QoE主观评价模型

3．2 QoE评价模型设计

3．2．1 模型组成及功能

3．2．2 QoE／QoS报告组件

3．2．3 QoE管理组件

3．3 QoE评价模型研究与实现

3．3．1 QoE／QoS可提供等级

3．3．2 应用层用户QoE需求等级预测

3．3．3 等级量化

3．3．3 用户QoE评价与控制

3．4 本章小结

第4章 多径传输中继评价模型及方法

4．1 重叠网络多径传输的描述

4．1．1 传输网络简化

4．1．2 传输链路描述

4．2 QoS／QoE评价动态触发

4．2．1 超时触发

4．2．2 变化触发

4．3 多径中继评价模型

4．3．1 多径传输质量评价

4．3．2 多径传输质量报告

4．3．3 重叠网络多径传输综合评价

4．4 多径中继QoE需求保证

4．4．1 路径保证率

4．4．2 多径QoE管理与控制

4．5 IMS业务特征评价模型管理实现流程

4．6 本章小结

第5章 仿真测试与分析

5．1 仿真工具与方法

5．2 多径端到端传输评价

5．2．1 仿真场景

5．2．2 仿真结果与分析

5．3 应用层用户QoE评价

5．3．1 仿真场景

5．3．2 仿真结果与分析

5．4 重叠网络多径传输综合评价

5．5 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文