用于通信链路性能估计的方法和系统技术方案

所描述的是一种用于通信设备的性能估计的方法。该方法包括：执行主动探测，以确定主动探测数据；读取操作数据，该操作数据包括与信道及其噪声条件相关的数据以及与该通信设备和另一通信设备之间的用户数据业务相关的计数器值，其中该操作数据与该通信设备的当前设置相关；以及根据该主动探测数据和该操作数据，对该通信设备训练性能估计算法。

Methods and Systems for Performance Estimation of Communication Links

【技术实现步骤摘要】
用于通信链路性能估计的方法和系统本申请是申请日为2012年7月13日并且申请号为201280075813.6的同名中国专利申请的分案申请。
技术介绍
执行监视通信链路的性能，例如前摄性地解决和防止用户抱怨、决定何时更新与通信链路关联的硬件、决定何时触发优化算法、验证该优化算法已经提高性能等。可以使用传统测试软件应用程序(如iperf、netperf、ttcp等)来评估通信系统性能。这种软件应用程序需要被安装在两个通信设备上，其中一个设备上的应用程序生成并发送测试数据，另一设备上的应用程序接收测试数据。在测试完成后，对数据传输的统计结果进行评估，以评估这两个设备之间的通信链路的性能。本文中的术语“性能”通常指网络吞吐量(例如，TCP/UDP)、延迟、抖动、连通性、错误率、功耗、发射功率等。改善通信系统的性能包括提高该通信系统的吞吐量、降低该通信系统的错误率和延迟、改善(即降低)该通信系统的抖动、降低该通信系统的功耗等。术语“TCP”代表传输控制协议。术语“UDP”指用户数据报协议。然而，通过这种传统测试软件应用程序测试通信系统或网络以估计其性能，对客户的网络服务是侵入性的。这些传统测试在网络上施加测试业务，该测试业务会对客户的业务产生有害影响。附图说明根据下面给出的具体实施方式以及根据本公开的各实施例的附图，将更全面地理解本公开的实施例，然而不应认为其将本公开局限于这些特定实施例，而是仅用于说明和理解。图1是根据本公开的一个实施例的可操作来评估和改善通信系统性能算法的通信网络。图2是根据本公开的一个实施例的用于训练性能算法的流程图。图3是根据本公开的一个实施例的用于由服务器对通信设备训练性能算法的流程图。图4是根据本公开的一个实施例的具有机器可读存储介质的基于处理器的系统，该机器可读存储介质具有计算机可执行指令，该机器可执行指令可操作来评估和改善通信系统性能算法。具体实施方式用于测试网络业务的传统方法(对用户网络服务是侵入性的)被称为“主动探测”。本文中术语“主动探测”一般指，通过从一个通信设备经由网络向另一通信设备发送测试样式/数据并然后测量所发送的测试样式的响应，对通信网络进行测试。响应数据在本文中还被称为“主动数据”或“主动测量数据”，其是与通信网络的主动探测关联的数据。诸如iperf、netperf、ttcp等之类的传统主动探测软件运行在应用层，其中数据发送应用程序软件和数据接收应用程序软件一起被用于准确地测量这两个发送和接收设备之间的性能。传统的主动探测是准确的，因为实际的测试数据是以与用户业务在该网络上会发送的方式相同的方式发送的。频繁的主动探测可能干扰用户，因为其可能使用户业务延迟。在不停止用户业务的情况下运行主动探测是可能的，但是这种测量是不准确的，因为测试业务与用户业务相竞争，而且此外主动探测可能因为较低的吞吐量和/或较高的延迟而显著地损害用户体验。为了克服这个及其它局限，本文描述用于在不影响客户的业务的条件下测量性能的方法和系统。一种先进的主动探测方法在代理人案号P067PCT(在2012年7月13日与本申请同时提交的标题为“MethodandSystemforPerformanceMeasurementofaCommunicationLink(用于通信链路的性能测量的方法和系统)”的PCT申请号，通过引用整体并入本文，并且由美国加利福尼亚雷德伍德城94065的ASSIA公司共同拥有)中描述，能够通过考虑补偿用户业务以及测试业务的操作数据，来避免用户业务问题。用于评估通信链路和/或通信设备的性能的另一机制是监视与通信设备关联的操作数据。该操作数据是为几种目的而生成的。例如，有时作为通信设备的正常操作的副产品，生成操作数据。在另一示例中，为了提供与通信设备关联的基本性能或操作信息，生成操作数据。读取或收集这种操作数据对用户网络服务不是侵入性的。这种通信数据(操作数据)的监视或读取在本文中有时被称为“被动探测”。通常，通信设备的操作数据不包含最重要的和高级的性能参数，例如吞吐量或延迟，但是使用操作数据可以进行高级参数的粗略估计。例如，根据典型的操作数据，如分组错误量以及表示每个数据符号正发送多少比特的物理层星座信息，可以粗略地估计吞吐量。然而，这种估计可能是不准确的，因为所使用的操作数据可能不包含关于吞吐量的足够信息，并且因为操作数据和吞吐量之间的关系经常取决于噪声(包括干扰)和在不同位置和不同时间快速变化的信道特性。在本公开的实施例中，操作数据与主动探测数据一起被用于获得通信链路性能的可靠估计。在一个实施例中，在使用主动探测数据时，可以一起收集操作数据。包括完整的主动探测数据和操作数据的集合，主动探测数据结果被视为通信链路性能的准确估计，并且被用于训练仅操作数据(operational-data-only)估计算法。在一个实施例中，一旦训练结束并且完全地理解了仅操作数据估计的准确度，就可以用操作数据在不频繁的主动探测(其是侵入性的服务)的情况下对系统进行监视。在一个实施例中，不频繁地调用主动探测，或者甚至根据对准确性能估计的需要以及对为更新仅操作数据估计器而训练数据的需要，动态地调用主动探测。可以以一些不同的方式使用本公开的实施例。例如，在较高层的抽象中，可以从大型(例如，100个或100个以上的形成网络的通信设备)通信网络中收集主动探测和操作数据，并且可以对全部数据执行分析以开发具有良好准确度的被动估计器。在一个实施例中，利用任何众所周知的机器学习技术(例如SVM(支持矢量机))执行这种被动估计。在另一示例中，在较低层的抽象中，可以针对通信网络中的每个通信链路适应性地调整被动估计器。每个环境是唯一的，并且最好的估计器可以依赖于环境。在一个实施例中，对通信系统中的每个通信设备执行机器学习或任何学习，使得被动估计器提供给定的环境的最佳性能。在一个实施例中，性能估计算法执行如下更新。首先，限定初始步长。如果使用被动数据的吞吐量估计被主动探测数据确定为过低，则与步长成比例地增加该吞吐量估计。如果使用被动数据的吞吐量数据被主动探测数据确定为过高，则与步长成比例地减少该吞吐量估计。术语“低”和术语“高”指彼此不同的可编制的或预定的阈值。如果吞吐量估计减少并且在下一次迭代时增加，或者如果吞吐量估计增加并且在下一次迭代时减少，则降低步长。在一个实施例中，从计数器(本文中还被称为与通信设备关联的操作计数器)中读取操作数据，操作数据的计数值因成功地传递分组而增加。本文中的术语“成功地”指建议通信设备安全接收分组的指示，安全接收分组通常通过ACK(确认)消息分组来确认。在另一实施例中，操作数据，如错误计数、重传计数、调制、信号强度等，被用于估计通信链路的吞吐量。在被动探测的过程期间，即在操作数据的读取期间，不中断客户网络服务。操作数据通常是用户可见到的或可访问的数据，并且通常用于通信系统的调试(debug)和基本性能监视，但是通常不用于高级性能估计，因为该数据不是为性能监视而设计的，不携带与性能相关的足够信息，并且没有高准确度的已知估计算法。因此，被动探测自身可能不足以确定通信系统的高级性能，并且操作数据通常包括仅与通信系统的当前性能弱关联的计数器值。本文中的实施例公开一种用于通过将操作数据与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于通信设备的性能估计的方法，所述方法包括：由计算平台在执行主动探测之后从所述通信设备接收包括延迟信息的主动探测数据并且由所述计算平台接收操作数据，所述操作数据与从所述通信设备发送至另一通信设备的用户数据业务相关；以及由所述计算平台基于主动探测数据并且根据所述操作数据来训练所述通信设备的性能估计处理器，其中，在训练所述性能估计处理器之后，所述计算平台继续接收操作数据，并且借助所述性能估计处理器仅使用操作数据来估计性能并且停止执行主动探测，并且其中，主动探测数据结果被认为是在所述通信设备和所述另一通信设备之间的通信链路的性能的精确估计，并且所述主动探测数据结果被用于针对当其仅使用操作数据时来训练所述性能估计处理器。

【技术特征摘要】
1.一种用于通信设备的性能估计的方法，所述方法包括：由计算平台在执行主动探测之后从所述通信设备接收包括延迟信息的主动探测数据并且由所述计算平台接收操作数据，所述操作数据与从所述通信设备发送至另一通信设备的用户数据业务相关；以及由所述计算平台基于主动探测数据并且根据所述操作数据来训练所述通信设备的性能估计处理器，其中，在训练所述性能估计处理器之后，所述计算平台继续接收操作数据，并且借助所述性能估计处理器仅使用操作数据来估计性能并且停止执行主动探测，并且其中，主动探测数据结果被认为是在所述通信设备和所述另一通信设备之间的通信链路的性能的精确估计，并且所述主动探测数据结果被用于针对当其仅使用操作数据时来训练所述性能估计处理器。2.根据权利要求1所述的方法，其中，当网络性能下降至阈值以下时，所述通信设备重新发起主动探测的执行并且基于更新的操作数据和更新的主动探测数据来重新训练所述性能估计处理器。3.根据权利要求1所述的方法，其中，训练所述性能估计处理器包括：根据一个或多个标准来更新所述性能估计处理器，所述一个或多个标准包括以下至少之一：一天的时间，一周的时间，通信设备的类型，设备的制造者及型号，设备的特性，固件，主干局限，用户的网络使用样式，包括信号功率、路径损耗、噪声电平、频带和操作模式中至少一个的RF特性，环境统计信息，或关于与所述通信设备相邻的通信设备的操作的数据，其中，所述数据包括干扰信道和干扰电平中至少一个。4.根据权利要求1所述的方法，其中，执行主动探测包括：将所述主动探测数据从所述通信设备发送至所述另一通信设备；以及在读取所述操作数据以前等待预定的时间。5.根据权利要求1所述的方法，其中，执行主动探测包括：将所述主动探测数据从所述通信设备发送至所述另一通信设备；以及接收报告，所述报告表示由所述另一通信设备接收的数据的量或数据。6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：使用用于训练所述性能估计处理器的所述主动探测数据，计算所述通信设备的吞吐量、连通性、延迟、抖动或错误率中的至少一个。7.根据权利要求1所述的方法，其中，与执行被动探测相比，执行主动探测被执行次数更少。8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：接收所述主动探测数据并且读取操作数据，所述操作数据与在执行主动探测以前、在执行主动探测期间和/或在执行主动探测以后来自所述通信设备的用户数据业务相关。9.根据权利要求1所述的方法，其中，计算平台是多个通信设备中的一个通信设备。10.根据权利要求9所述的方法，其中，训练所述性能估计处理器包括应用机器学习算法。11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述通信设备包括以下至少之一：接入点(AP)；基站；无线局域网(LAN)设备；数字用户线路接入复用器(DSLAM)；网关；性能增强设备；数字用户线路(DSL)客户驻地设备(CPE)调制解调器；家庭内电力线设备；基于家庭电话线网络联盟(HPNA...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉米扬·巴加瓦图拉，宋国聪，肯尼斯·凯佩，李元宗，
申请(专利权)人：适应性频谱和信号校正股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US