一种基于同构流的网络多媒体业务跨域QoE保证方法技术

本发明专利技术公开了一种基于同构流的网络多媒体业务跨域QoE保证方法，将流程库中的用户、业务数据根据业务偏好等级构建同构流类；用户发送端发送多媒体业务，异构网络根据多媒体业务所对应的同构流类优先级进行网络调度，业务接收端实时得到丢包率PL。

A cross domain QoE guarantee method for network multimedia services based on isomorphic flow

The invention discloses a cross-domain QoE guarantee method for network multimedia service based on isomorphic flow, which constructs isomorphic flow classes according to the service preference level of users and business data in the process library, sends multimedia services at the user sending end, and dispatches heterogeneous networks according to the priority of isomorphic flow classes corresponding to multimedia services. The receiving end of the service receives real-time packet loss rate of PL.

【技术实现步骤摘要】
一种基于同构流的网络多媒体业务跨域QoE保证方法
本专利技术属于软件工程自动化
，涉及一种DiffServ+WLAN+LTE混合模型网络，具体涉及一种基于同构流的网络多媒体业务跨域QoE保证方法。
技术介绍
对异构网络(HeterogeneousNetworks，HNs)的大量研究和分析中，发现以下问题：网络多媒体业务分类不合理，缺乏对QoE(QualityofExperience，体验质量)的考虑；典型QoE资源调控方法忽略了用户QoE的模糊性，也不能保证差异性的用户QoE。不同网络具有不同的QoS模型，如DiffServ模型中定义了4种差分服务代码点(DifferentiatedServicesCodePoint，DSCP)：加速转发(ExpeditedForwarding，EF)方式适用于低时延、低丢失、低抖动、确保带宽的优先业务；确保转发(AssuredForwarding，AF)分为4类，其QoS性能低于EF类；类选择器(ClassSelector，CS)共8类；尽力转发(BestEffort，BF)方式无任何保证。WLAN网络将QoS分类为4类，分别为语音流(AC-VO)、视频流(AC-VI)、尽力而为流(AC-BE)和背景流(AC-BK)，优先级由高到低，共有四个优先级队列。LTE的QoS模型主要分为9类，使用QoS等级标识(QoSClassIdentifier，QCI)作为识别标志，QCI的范围是1-9，分别对应不同的资源类型、不同的优先级、不同的时延和不同的丢包率。QCI又分类保证比特率(GuaranteedBitRate，GBR)和非保证比特率(No-GuaranteedBitRate，Non-GBR)两大类。前者用于对实时性要求较高的业务，而后者用于对实时性要求不那么高的业务。
技术实现思路
根据以上现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题是提出一种基于同构流的网络多媒体业务跨域QoE保证方法，该方法主要包括构建同构流分类方法、改进QoE预测方法和QoE模糊调控方法三个方面。其中构建同构流分类方法是使用网络QoS(QualityofService)参数中丢包率和端到端延时在LTE(LongTermEvolution)中业务分类的方法，结合用户对QoE的偏好度不同，构建一种同构流分类方法；结合WFL(Weber-FechnerLaw)与PSQA(PseudoSubjectiveQualityAssessment)算法得到改进QoE预测方法，并给出具体的公式；QoE模糊调控方法是使用改进的QoE预测方法预测用户QoE，得到用户QoE与用户期望QoE的差值，该差值经过模糊控制系统得到优先级调节值，调节用户业务的优先级，达到动态调度网络资源的目的。本专利技术实验环境为DiffServ+WLAN+LTE网络，对本专利技术方法和使用一般映射方法的原模型进行仿真，仿真结果证明了本专利技术的有效性。该方法具有提升网络带宽利用率和有效用户数目，降低丢包率，并保证用户QoE的特点。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种基于同构流的网络多媒体业务跨域QoE保证方法，包括以下步骤：步骤1，将流程库中的用户、业务数据根据业务偏好等级构建同构流类；步骤2，用户发送端发送多媒体业务，异构网络根据多媒体业务所对应的同构流类优先级进行网络调度，业务接收端实时得到丢包率PL。优选的，所述步骤1具体为：将业务数据分为M类同构流，业务偏好等级为M的业务分类到同构流TM类中，TM＝{Ux，Ax}，其中，Ux为用户，Ax为业务。优选的，所述步骤2中，所述异构网络包含三个子网，DiffServ+WLAN+LTE网络。优选地，所述QoE保证方法还包括步骤3，利用PSQA算法中已知的丢包率和MoS之间的关系图，使用WFL一般公式，得到改进的QoE预测方法以及QoE预测公式。优选地，利用步骤3中改进的QoE预测公式获取用户结果MoS值RMoS，以及期望MoS值PMoS，构建用户结果MoS值RMoS与期望MoS值PMoS之间的误差值DMoS与调度优先级的调节值Pad的隶属度函数，制定误差值DMoS与优先级调节值Pad的模糊控制规则，将用户结果MoS值RMoS与期望MoS值PMoS得差值经过模糊控制规则得到优先级调节值Pad，调节用户业务的优先级Up。优选的，所述误差值DMoS的隶属度函数选用的三角函数与梯形函数。优选的，所述优先级调节值Pad的隶属度函数选用的三角函数与梯形函数。优选的，所述模糊控制规则为：当误差值DMoS为负值时，需要增加相应业务的优先级，而当误差值DMoS为正值时，则需要减小相应业务的优先级，Pad＝Fuzzy(DMoS)。本专利技术有益效果是:(1)设计了一种改进的QoE预测方法，降低了方差(SumofSquaresforError，SSE)与均方根误差(RootMeanSquaredError，RMSE)，提高了相似性系数(R-square)，并提高QoE预测的准确性。(2)设计了一种QoE模糊调控方法，使用(1)中改进的QoE预测方法预测用户QoE，得到用户QoE和用户期望QoE的差值。首先确定误差值和优先级调节值的隶属度函。用户QoE与期望QoE之间的差值经过模糊控制系统得到优先级调节值，根据事实情况制定误差值与优先级调节值的模糊规则，再进行反模糊化。可动态调节用户业务的优先级，达到动态调度网络资源的目的。(3)本专利技术搭建DiffServ+WLAN+LTE三个子网的异构网络，该方法具有提升网络带宽利用率和有效用户数目，降低丢包率和保证用户QoE等特点。附图说明下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：图1是本专利技术的具体实施方式的系统网络拓扑结构图。图2是本专利技术的具体实施方式的方法流程图。图3是本专利技术的具体实施方式的同构流分类方法。图4(a)是本专利技术的具体实施方式的模型与原模型、只使用同构流模型带宽利用率对比图。图4(b)是本专利技术的具体实施方式的模型与原模型、只使用同构流模型丢包率对比图。图4(c)是本专利技术的具体实施方式的模型与原模型、只使用同构流模型同构流T5的MOS变化对比图。图4(d)是本专利技术的具体实施方式的模型与原模型、只使用同构流模型同构流T4的MOS变化对比图。图4(e)是本专利技术的具体实施方式的模型与原模型、只使用同构流模型同构流T3的MOS变化对比图。图4(f)是本专利技术的具体实施方式的模型与原模型、只使用同构流模型同构流T2的MOS变化对比图。图4(g)是本专利技术的具体实施方式的模型与原模型、只使用同构流模型同构流T1的MOS变化对比图。具体实施方式下面通过对实施例的描述，本专利技术的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本专利技术的专利技术构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。基于同构流的网络多媒体业务跨域QoE保证方法，该方法主要包括构建同构流分类方法、改进的QoE预测方法和QoE模糊调控方法三个模块。可动态调度网络资源，提升网络带宽利用率和有效用户数目，降低丢包率，并保证用户QoE。同构流分类方法是根据不同用户对网络多媒体业务的偏好度不同进行分类，将偏本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于同构流的网络多媒体业务跨域QoE保证方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将流程库中的用户、业务数据根据业务偏好等级构建同构流类；步骤2，用户发送端发送多媒体业务，异构网络根据多媒体业务所对应的同构流类优先级进行网络调度，业务接收端实时得到丢包率PL。

【技术特征摘要】
1.一种基于同构流的网络多媒体业务跨域QoE保证方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将流程库中的用户、业务数据根据业务偏好等级构建同构流类；步骤2，用户发送端发送多媒体业务，异构网络根据多媒体业务所对应的同构流类优先级进行网络调度，业务接收端实时得到丢包率PL。2.根据权利要求1所述的基于同构流的网络多媒体业务跨域QoE保证方法，其特征在于，所述步骤1具体为：将业务数据分为M类同构流，业务偏好等级为M的业务分类到同构流TM类中，TM＝{Ux，Ax}，其中，Ux为用户，Ax为业务。3.根据权利要求1所述的基于同构流的网络多媒体业务跨域QoE保证方法，其特征在于，所述步骤2中，所述异构网络包含三个子网，DiffServ+WLAN+LTE网络。4.根据权利要求1所述的基于同构流的网络多媒体业务跨域QoE保证方法，其特征在于，所述QoE保证方法还包括步骤3，利用PSQA算法中已知的丢包率和MoS之间的关系图，使用WFL一般公式，得到改进的QoE预测方法以及QoE预测公式。5.根据权利要求1所述的基于同构流的网络多媒体业...

【专利技术属性】
技术研发人员：王再见，邢青青，汤萍萍，杨凌云，李志鹏，
申请(专利权)人：安徽师范大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34