专利名称：网络控制方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种网络控制方法和装置。
背景技术：
VoIP (Voice over Internet Protocol)是利用互联网进行话音传输的一种技术。 该技术将模拟的声音信号经过压缩与封包之后，以数据封包的形式在IP网络的环境进行 传输，又称为网络电话或者IP电话。与传统电话相比，它的成本更加低廉，并且可以更加方 便引入新的多媒体业务。随着无线技术的逐渐成熟，无线自组织网络(Mobile Ad Hoc Network，简称Ad hoc网络)以其方便快捷得到了迅速的发展。它不依赖于现有的网络基础设施，采用分布式 的自主管理，具有建网简单，机动性强等优点。Ad hoc网络上的无线VoIP业务也是一种日 益增长的需求。语音业务是对时延和抖动比较敏感的业务，时延或抖动过大会影响话音的 交互性和舒适性，降低语音质量。由于带宽有限以及无线链路的不稳定性，如何保证语音质 量是Ad hoc网络中VoIP业务的研究重点。在实现本发明创造的过程中，发明人发现为降低时延，在IPdnternetProtocol， 因特网协议)网上传输语音业务使用的是UDP协议(User DatagramProtocol，用户数据报 协议)，以便能够快速的传递语音数据，满足语音业务的实时性要求。但UDP协议缺乏流量 控制机制，易产生网络拥塞，造成网络时延和丢包率上升，出现突发大时延现象，严重影响 语音质量。上述问题不仅存在于VoIP业务领域，也存在于其他的实时业务领域，如视频业 务、多媒体会议业务等领域。
发明内容
本发明实施例提供一种网络控制方法和装置，针对网络的状况调整源端的发送速 率，有效缓解网络拥塞，改善网络环境，提高业务质量。本发明实施例提供一种网络控制方法，包括获得网络的业务质量参数；根据所 述业务质量参数确定网络状态；当根据所述业务质量参数确定网络处于拥塞状态时，发送 第一反馈信息到源端，以使所述源端根据所述第一反馈信息增加实时传输协议RTP数据包 封装的数据帧个数。本发明实施例提供另一种网络控制方法，包括获得目的端在根据网络的业务质 量参数确定网络处于拥塞状态后发送的第一反馈信息；根据所述第一反馈信息增加实时传 输协议RTP数据包封装的数据帧个数。本发明实施例提供再一种网络控制方法，包括获得目的端发送的网络的业务质 量参数；根据所述业务质量参数确定网络状态；当根据所述业务质量参数确定网络处于拥 塞状态时，根据网络状态信息或需要封装在RTP数据包中的数据帧个数增加实时传输协议 RTP数据包封装的数据帧个数。本发明实施例提供一种网络控制装置，包括获取模块，用于获得网络的业务质量参数；第一确定模块，用于根据所述获取模块获得的业务质量参数确定网络状态；反馈模 块，用于当所述第一确定模块根据所述业务质量参数确定网络处于拥塞状态时，发送第一 反馈信息到源端，以使所述源端根据所述第一反馈信息增加实时传输协议RTP数据包封装 的数据帧个数。本发明实施例提供另一种网络控制装置，包括第一接收模块，用于获得目的端在 根据网络的业务质量参数确定网络处于拥塞状态后发送的第一反馈信息；第一调整模块， 用于根据所述第一接收模块获得的第一反馈信息增加实时传输协议RTP数据包封装的数 据帧个数。本发明实施例提供再一种网络控制装置，包括第二接收模块，用于获得目的端发 送的业务质量参数；第二确定模块，用于根据所述第二接收模块获得的业务质量参数确定 网络状态；第二调整模块，用于当所述第二确定模块根据所述业务质量参数确定网络处于 拥塞状态时，根据网络状态信息或需要封装在RTP数据包中的数据帧个数增加实时传输协 议RTP数据包封装的数据帧个数。由上述本发明实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例采用根据网络的业 务质量参数确定网络状态，当网络处于拥塞状态时增加源端RTP数据包封装的数据帧个数 的技术手段，从而有效降低RTP数据包需要占用的带宽，在网络出现拥塞时可以及时的降 低流量以避免加重拥塞程度，从而有效缓解网络拥塞，提高了业务传输的质量。
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使 用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于 本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其 他的附图。图1为本发明实施例一的网络控制方法流程图；图2为本发明实施例二的网络控制方法流程图；图3为本发明实施例通过基本接入方式在Ad Hoc网络中接入信道的示意图；图4为本发明实施例通过RTS/CTS接入方式在Ad Hoc网络中接入信道的示意图；图5本发明实施例三的网络控制方法流程图；图6本发明实施例四的网络控制方法流程图；图7本发明实施例五的网络控制方法流程图；图8本发明实施例六的网络控制方法流程图；图9本发明实施例七的网络控制装置结构示意图；图10本发明实施例八的网络控制装置结构示意图；图11本发明实施例九的网络控制装置结构示意图；图12本发明实施例十的网络控制装置结构示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。本发明实施例一的网络控制方法，如图1所示，包括S101、获得网络的业务质量参数；S102、根据所述业务质量参数确定网络状态；S103、当根据所述业务质量参数确定网络处于拥塞状态时，发送第一反馈信息到 源端，以使所述源端根据所述第一反馈信息增加实时传输协议RTP数据包封装的数据帧个数。本发明实施例二的网络控制方法，如图2所示，包括S201、获得目的端在根据网络的业务质量参数确定网络处于拥塞状态后发送的第一反馈信息；S202、根据所述第一反馈信息增加实时传输协议RTP数据包封装的数据帧个数。本发明实施例根据网络的业务质量参数确定网络状态，当网络处于拥塞状态时增 加源端RTP数据包封装的数据帧个数，从而有效降低RTP数据包需要占用的带宽，在网络出 现拥塞时可以及时的降低流量以避免加重拥塞程度，从而有效缓解网络拥塞，提高了业务 传输的质量。本发明实施例提供的技术方案可以用于语音业务，也可用于视频业务、多媒体会 议业务等其他涉及到数据封包技术的领域。同时本发明实施例提供的技术方案可以用于有 线网络，也可以用于无线网络。下面以Ad Hoc网络中的VoIP语音业务为例对本发明的网络控制方法和装置进行 说明，其他业务环境中的网络控制方法和装置原理相同，在此不再赘述，仍然在本发明的保 护范围之内。在Ad Hoc网络中，多个节点共享同一无线媒介，源端在传输数据之前首先需要竞 争信道。Ad hoc 网络使用基于 CSMA/CA(Carrier Sense MultipleAccess with Collision Avoidance，载波侦听多点接入/冲突避免)的DCF(Distributed Coordination Function, 分布式协调功能)模式，其接入信道的方式有两种基本接入方式和RTS/CTS接入方式。图3为基本接入方式示意图，在传输数据之前，源端等待一个 DIFS(DCFInter-Frame Space, DCF帧间间隔)，在获知网络空闲时，随机退避一段时间后发 送数据(DATA)。目的端收到数据后等待一个SIFS (Short Inter-Frame Space，短帧间间隔) 后回复ACK (ACKnowledge Character，确认字符)。而RTS/CTS接入方式在发送数据之前， 首先源端发送一个RTS (Request To Send，请求发送)帧请求许可，收到目的端CTS (Clear To Send，允许发送)帧后才开始发送数据。图4为RTS/CTS接入方式示意图，在发送数据 之前，源端等待一个DIFS，发送一个RTS帧请求许可，目的端收到该RTS帧后等待一个SIFS 后回复CTS帧，源端收到目的端CTS帧后等待一个SIFS后才开始发送数据，目的端收到数 据后等待一个SIFS后回复ACK。由上述分析可见，在Ad hoc网络中传输数据，接入信道会造成一定的开销。在一个VoIP 系统中，RTP 协议(Real-time Transport Protocol，实时传输协议) 用于实际的数据传输。语音信号经过编码器压缩编码后，封装在RTP内传送。现有技术 中，RTP数据包携带固定个数的语音帧，为避免引入过多的时延，一般为1-2个，一个典型的语音帧长度为lOBytes。而在网络中传递的RTP数据包的包头为74Bytes，包括RTP头 (12Bytes)、UDP 头(8Bytes)、IP 头(20Bytes)以及 MAC 头(34Bytes)。这造成了带宽的巨 大的浪费。由上述分析可知，在Ad hoc网络中传输数据，接入信道会造成一定的开销，又由于 携带语音帧的RTP数据包的包头开销很大，传输语音信息所需要的带宽往往容易大于网络 所能提供的带宽。因此网络上很容易出现拥塞现象，导致语音分组在传输的过程中大量的 丢失或引入过长的时延，导致语音质量下降。本发明实施例三的网络控制方法，如图5所示，包括S301、目的端获得网络的业务质量参数。如上所述，本发明实施例提供的技术方案可以用于语音业务，也可用于视频业务、 多媒体会议业务等。本发明实施例中的业务质量参数可以为语音业务质量参数；也可以为 视频业务质量参数。下面以VoIP语音业务为例进行说明，关于视频业务、多媒体会议业务 等其他业务的源端网络控制方法可以参照本发明实施例提供的方法进行。由于语音质量的下降一般是由于丢包或时延过大引起的，本发明实施例中可以采 用端到端时延、时延抖动、丢包率和MOS值中的一个或多个作为业务质量参数。也就是说， 本发明实施例获得的业务质量参数可以为端到端时延、时延抖动、丢包率，或MOS值中的任 意一个，也可以是其中几个的组合，乃至全部。需要说明的是，上述业务质量参数的获得是为了判断网络状态，而网络状态可以 有多种度量标准，如平均队列长度、网络吞吐量、源端数据包排队时延、源端数据包丢包率、 可用带宽、平均链路层重传次数等。本发明实施例中，采用端到端时延、时延抖动、丢包率， 以及MOS值作为业务质量参数决定的语音质量为例来进行说明，其他反映网络状态的度量 标准不再一一赘述，同样在本发明实施例的保护范围之内。下面对目的端获得网络的业务质量参数的方法进行说明S3011、目的端获得接收的数据包的端到端时延、时延抖动和丢包率。本发明实施例中，目的端获得数据包端到端时延、时延抖动和丢包率等业务质量 参数的方法可以有多种。具体的，数据包端到端时延的获取可以利用RTP协议来实现的。 RTP协议头中有一个时间戳字段，里面的值是RTP包的生成时间。目的端在获取RTP包后， 用当前的系统时间减去时间戳即可得到该数据包经历的网络时延，即端到端时延。上述实 施方式是一种异步的方式。某些实施方式中，也可以通过系统同步的方法来取得精确的端 到端时延值，所谓同步就是使得收发段的系统时间一致，但时延值的计算方法不变，依然是 当前系统时间减去时间戳。时延抖动可以通过前后两个数据包端到端时延的差值来获得。 丢包率可以通过RTP包的包序号统计，也可以通过收到的包个数与总发包个数的比值来计 算，也还会有其他的方式。本发明实施例中，目的端可以从抖动缓存或者从其他位置获得得 到业务质量参数所需要的值。本发明实施例中，业务质量参数是获取的，相对于预测而言，这些参数值更准确， 具有比较大的参考价值。具体的获取方式可以多种多样，不同的系统要求的精确度和复杂 度不同，可以选择自己合适的获取方式，但只要是在目的端获取业务质量参数的方式都在 本发明实施例的保护范围之内。S3012、目的端根据端到端时延和丢包率，获得语音质量MOS值。
对于语音业务来说，人主观感受到的语音质量可以直接地反映出网络的状况。衡 量语音质量的参数可以是MOS(Mean Opinion Score，平均主观意见评分)值，这是一种主观 评测方法，人接听和感知语音质量的行为被调研和量化，接听到何种级别质量的语音，就得 到多少MOS分。计算MOS值的方法可以有多种，比如PSQM(感知话音质量测量法)模型、PAMS (感 知分析测量法)模型、PESQ (感知话音评估法)模型、E-Model模型等。本发明实施例中采 用ITU-T G. 107标准中的E-Model来计算MOS值。E-Model综合考虑了丢包、时延、抖动以 及环境和线路的影响，并将这些因素归结到一个公式中，计算出一个R参数来描述语音质 量。计算公式如下R = R0-Is-Id-Ie_eff+A其中，Rtl表示噪音带来的影响，如背景噪音和电流噪音的干扰。13表示与语音信号 同时产生的质量影响因素，如由量化、连接噪声和侧音过强带来的干扰。A是优势参数，与语 音业务的具体应用环境相关。如大楼里的移动语音业务A值为5，而对于移动交通工具上的 移动语音业务A值为10。G. 107为这些值提供了一组默认参数，当终端和应用环境是正常 的，可以直接使用这组默认值，则该式可以简化为R = 93. 2-Id-Ie_eff ；其中，Id为时延损伤值，它与端到端时延有关。某些实施方式中，可以使用曲线拟 合的方法，给出一个计算Id的简化式Id = 0. 0024d+0. ll(d-177. 3)U(d-177. 3)，其中 U(x)为阶跃函数。d 为端到端时 延；1_c-cff是由低比特速率编解码器和丢包引入的损伤，某些实施方式中，Ic-cff可简单 计算为Ic-cff= Y 1+ Y2ln(l+Y 3e)，其中，e为丢包率，Y1Y 2 Y 3与具体的编解码器有关。根据R参数可以获得语音质量MOS值，R参数和MOS值之间的转换公式如下MOS = 1+0. 035R+7X l(T6R(R-60) (100-R) ；R e (0，100)S302、目的端根据业务质量参数确定网络状态。本发明实施例中，目的端可以根据S301中获得的业务质量参数确定网络状态，即 可以根据端到端时延、时延抖动、丢包率、MOS值中的任意一个，或者上述各个业务质量参数 的组合确定网络状态。现以根据MOS值确定网络状态为例进行说明，通常MOS值在3. 6以上是可接受的， 当网络存在拥塞时，MOS值将急剧下降，因此可以根据MOS值判断网络拥塞状况。本发明实 施例中，可以将网络状态区分为正常和拥塞两种状况，当MOS值大于等于3. 6时，认为网络 状态正常，当MOS值小于等于3. 6时，认为网络状态为拥塞。当然，这里作为阈值的3. 6只 是一个举例，在实际应用中，可以根据实际情况设定不同的阈值。某些实施方式中，也可以根据其他的业务质量参数，如丢包率、端到端时延、时延 抖动判断网络状态，当丢包率较高、端到端时延较大，或时延抖动较大时，则可以判断网络 状态存在拥塞，比如某些实施方式中，当连续几个RTP数据包的时延超过200ms，则可以判 断网络出现拥塞。另外一些实施方式中，也可以根据MOS值、端到端时延、时延抖动、丢包率 等业务质量参数之间的结合来判断网络状态。S303、目的端发送反馈信息到源端。本发明实施例中，目的端确定网络处于拥塞状态后，给源端发送第一反馈信息。所述反馈信息可以是网络状态信息，用于向源端指明网络是否处于拥塞状态，以便源端根据 网络状态调整发送速率。本发明实施例的第一反馈信息可以是网络处于拥塞状态的信息， 用于向源端指明网络处于拥塞状态。本发明实施例中，目的端只在网络处于拥塞状态时发 送第一反馈信息，而在网络状态正常时不发送反馈信息，从而节省了反馈信息对带宽的占用。另外一些实施方式中，目的端也可以在网络状态正常和拥塞时，都向源端发送反 馈信息。也就是说，在网络处于拥塞发送第一反馈信息，在网络处于正常状态时发送第二反 馈信息给源端，这里的第二反馈信息可以是网络处于正常状态的信息，用于向源端指明网 络处于正常状态。这里的网络处于正常状态可以是网络拥塞之后恢复正常，也可以是网络 状态的一贯正常。由此可见，根据网络状态发送不同的反馈信息可以使源端根据网络状态 实时调整发送速率。S304、源端根据反馈信息调整RTP数据包的语音帧个数。本发明实施例中，源端可以通过调整封装在RTP数据包中的语音帧个数调整发送 速率。下面以上述Ad hoc网络的RTS/CTS接入机制为例进行说明，传输一个RTP数据包所 需要的带宽可计算为
权利要求
1.一种网络控制方法，其特征在于，所述方法包括 获得网络的业务质量参数；根据所述业务质量参数确定网络状态；当根据所述业务质量参数确定网络处于拥塞状态时，发送第一反馈信息到源端，以使 所述源端根据所述第一反馈信息增加实时传输协议RTP数据包封装的数据帧个数。
2.根据权利要求1所述的网络控制方法，其特征在于，所述业务质量参数包括语音业 务质量参数或视频业务质量参数；所述语音业务质量参数包括端到端时延、时延抖动、丢包 率或MOS值；所述根据所述业务质量参数确定网络状态包括根据所述端到端时延、时延抖动、丢包率或MOS值中的一个或者多个确定网络状态。
3.根据权利要求1所述的网络控制方法，其特征在于，所述根据所述业务质量参数确 定网络状态后，所述方法还包括当根据所述业务质量参数确定网络处于正常状态时，发送第二反馈信息到源端，以使 所述源端根据所述第二反馈信息减少或保持RTP数据包封装的数据帧个数。
4.根据权利要求1至3任一项所述的网络控制方法，其特征在于，所述反馈信息包括 网络状态信息或需要封装在RTP数据包中的数据帧个数。
5.一种网络控制方法，其特征在于，所述方法包括获得目的端在根据网络的业务质量参数确定网络处于拥塞状态后发送的第一反馈信息；根据所述第一反馈信息增加实时传输协议RTP数据包封装的数据帧个数。
6.根据权利要求5所述的网络控制方法，其特征在于，所述方法还包括获得目的端在根据网络的业务质量参数确定网络处于正常状态后发送的第二反馈信息；根据所述第二反馈信息减少或保持实时传输协议RTP数据包封装的数据帧个数。
7.根据权利要求5或6所述的网络控制方法，其特征在于，所述反馈信息包括 网络状态信息或需要封装在RTP数据包中的数据帧个数。
8.—种网络控制方法，其特征在于，所述方法包括 获得目的端发送的网络的业务质量参数；根据所述业务质量参数确定网络状态；当根据所述业务质量参数确定网络处于拥塞状态时，根据网络状态信息或需要封装在 RTP数据包中的数据帧个数增加实时传输协议RTP数据包封装的数据帧个数。
9.一种网络控制装置，其特征在于，所述装置包括 获取模块，用于获得网络的业务质量参数；第一确定模块，用于根据所述获取模块获得的业务质量参数确定网络状态； 反馈模块，用于当所述第一确定模块根据所述业务质量参数确定网络处于拥塞状态 时，发送第一反馈信息到源端，以使所述源端根据所述第一反馈信息增加实时传输协议RTP 数据包封装的数据帧个数。
10.根据权利要求9所述的网络控制装置，其特征在于所述反馈模块，还用于当所述第一确定模块根据所述业务质量参数确定网络处于正常 状态时，发送第二反馈信息到源端，以使所述源端根据所述第二反馈信息减少或保持RTP数据包封装的数据帧个数。
11.根据权利要求9或10所述的网络控制装置，其特征在于所述反馈模块发送的反馈信息包括网络状态信息或需要封装在RTP数据包中的数据 帧个数。
12.—种网络控制装置，其特征在于，所述装置包括第一接收模块，用于获得目的端在根据网络的业务质量参数确定网络处于拥塞状态后 发送的第一反馈信息；第一调整模块，用于根据所述第一接收模块获得的第一反馈信息增加实时传输协议 RTP数据包封装的数据帧个数。
13.根据权利要求12所述的网络控制装置，其特征在于所述第一接收模块，还用于获得目的端在根据网络的业务质量参数确定网络处于正常 状态后发送的第二反馈信息；所述第一调整模块，还用于根据所述第一接收模块获得的第二反馈信息减少或保持实 时传输协议RTP数据包封装的数据帧个数。
14.根据权利要求12或13所述的网络控制装置，其特征在于所述第一接收模块接收的反馈信息包括网络状态信息或需要封装在RTP数据包中的 数据帧个数。
15.一种网络控制装置，其特征在于，所述装置包括第二接收模块，用于获得目的端发送的业务质量参数；第二确定模块，用于根据所述第二接收模块获得的业务质量参数确定网络状态；第二调整模块，用于当所述第二确定模块根据所述业务质量参数确定网络处于拥塞状 态时，根据网络状态信息或需要封装在RTP数据包中的数据帧个数增加实时传输协议RTP 数据包封装的数据帧个数。
全文摘要
本发明实施例公开了一种网络控制方法和装置，其中方法包括获得网络的业务质量参数；根据所述业务质量参数确定网络状态；当根据所述业务质量参数确定网络处于拥塞状态时，发送第一反馈信息到源端，以使所述源端根据所述第一反馈信息增加实时传输协议RTP数据包封装的数据帧个数。本发明实施例提供的技术方案，采用根据网络的业务质量参数确定网络状态，当网络处于拥塞状态时增加源端RTP数据包封装的数据帧个数的技术手段，从而有效降低RTP数据包需要占用的带宽，在网络出现拥塞时可以及时的降低流量以避免加重拥塞程度，从而有效缓解网络拥塞，提高了业务传输的质量。
文档编号H04L12/26GK101997729SQ20091010929
公开日2011年3月30日 申请日期2009年8月12日 优先权日2009年8月12日
发明者吴大鹏, 李默嘉, 武穆清, 甄岩, 苗磊, 郎玥, 魏璐璐 申请人:华为技术有限公司;北京邮电大学