专利名称：确定移动视频体验质量和视频代码转换的影响的制作方法
技术领域：
实施例通常涉及监视移动网络中的视频数据传输，并且更具体地涉及评估视频数据代码转换对用户体验质量(QoE)的影响。
背景技术：
随着移动数据网络继续经历总网络业务方面的空前激增，移动设备消耗大量的无线网络带宽。网络业务的增加在很大程度上由网络使能智能电话和移动连接膝上型计算机驱动。在总体网络增长趋势内，预期移动视频将变成移动数据带宽的主要消耗者。随着移动网络中激增的带宽需求，服务提供商必须扩展其无线电网络以跟上数据增长。然而，添加无线电发射机以跟上带宽增长并不总是可能的或经济的。扩建移动网络以支持这些业务量是昂贵的。所有数据最终在用户设备处起源或终止，这要求通过稀缺的无线电资源来传输视频数据。
发明内容
网络监视系统的实施例涉及评估无线网络中的用户体验质量(QoE)。网络监视系统从无线网络中的网络接口捕捉数据分组并识别与捕捉的数据分组相关联的视频会话。网络监视系统监视捕捉的数据分组内的视频会话的关键参数并基于该关键参数来确定每个视频会话的有效吞吐量。网络监视系统还计算与视频会话相关联的一个或多个用户的QoE分数。关键参数可以包括视频比特率、重发(resent)视频数据分组的数目、失败视频数据分组的数目和视频会话持续时间中的一个或多个。网络监视系统可以确定用于每个视频会话的视频比特率并然后至少部分地基于用于一个或多个视频会话的视频比特率来计算QoE分数。替换地或另外，网络监视系统可以检测重发或失败视频数据分组的发生并至少部分地基于重发或失败视频数据分组的数目来计算QoE分数，和/或确定所选视频会话的持续时间并至少部分地基于所选视频会话的持续时间来计算QoE分数。视频代码转换设备可以向与视频会话相关联的代码转换视频数据分组中插入包括概括数据的报头扩展。网络监视系统还评估视频代码转换对QoE的影响并向代码转换策略引擎发送更新。该更新识别视频代码转换对用户QoE的影响。在另一实施例中，用于评估无线网络中的用户QoE的系统包括被耦合到一个或多个网络接口的多个监视探测器。监视探测器适合于从网络接口捕捉数据。处理器适合于分析从网络接口捕捉的数据。处理器识别从网络接口捕捉的数据内的视频数据并识别与视频数据相关联的一个或多个视频会话。处理器还确定用于一个或多个视频会话的有效吞吐量；以及确定用于与视频会话相关联的一个或多个用户的QoE分数。该QoE分数是基于一个或多个视频会话的有效吞吐量。处理器可以是网络监视系统的一部分且还可以识别视频数据内的关键参数，确定用于一个或多个视频会话的视频比特率，检测与一个或多个视频会话相关联的重发或失败、视频数据分组和/或检测一个或多个视频会话的持续时间。处理器然后至少部分地基于关键参数、视频比特率、重发或失败视频数据分组和/或视频会话的持续时间来确定用于视频会话的有效吞吐量。可以使用交易分析来确定视频QoE。在一个实施例中，在网络监视系统上运行的QoE评估过程保持用于某些或所有用户的视频交易的记录以及任何视频递送的交易记录。QoE评估系统识别以下情景并将关联的会话表征为具有低或差QoE
在小于目标比特率下递送的视频数据；
在短暂重放之后被中止的视频数据会话；
用于相同视频数据会话的多次开始和停止；
尝试发送相同视频内容的多次重试；以及 具有异常行为或时间特性的视频数据会话。可以使用与视频交易相关联的其它因素来导出用户QoE。例如，通过分析视频交易，监视系统可以确定原始视频比特率、代码转换比特率、用于视频会话的有效吞吐量、失败或重发分组的数目以及视频会话持续时间。还可以使用附加信息来确定用户QoE。例如，可以使用视频数据的尖峰、停止和缓冲来确定时间吞吐量分布。此外，可以使用其中用户再三地重新开始流的重试、其中用户非常快速地停止视频会话的中止、一个会话内的多次开始和停止以及其它视频流特性来评估QoE。用于评估用户QoE的系统还可以包括在网络策略管理实体的控制下的视频代码转换设备。视频代码转换设备可以被耦合到网络接口并适合于修改用于视频数据的数据率。视频代码转换设备还适合于向视频数据分组中插入概括数据。可以将该概括数据作为报头扩展插入到视频数据分组中。该概括数据可以包括与原始和适配视频数据相关联的数据，包括用于在视频代码转换设备处从视频源接收到的原始数据的编解码器、比特率和分辨率以及从视频代码转换设备发送给用户的代码转换视频数据的编解码器、比特率和分辨率。网络监视系统中的处理器还监视视频数据分组中的代码转换概括数据并确定视 频代码转换对用于一个或多个用户的QoE分数的影响。处理器向网络策略管理实体发送反馈。该反馈指示视频代码转换的影响。在替换实施例中，一种用于监视视频代码转换对无线网络中的用户QoE的影响的系统包括视频代码转换设备，其适合于修改用于正通过无线网络发送到无线网络订户的视频数据分组的数据率。视频代码转换设备还适合于向视频数据分组中插入概括数据。网络策略管理实体适合于执行与无线网络相关联的策略。网络策略管理实体被耦合到视频代码转换设备并提供关于视频数据分组的代码转换的信息。监视探测器被耦合到一个或多个网络接口。监视探测器适合于从网络接口捕捉视频数据分组。处理器适合于分析所捕捉的分组。监视探测器可以位于代码转换设备之前和之后，使得可以在代码转换设备之前捕捉原始的未经修改(即未经代码转换)视频分组。另外，从代码转换设备与用户设备之间的链路中的一个捕捉代码转换视频分组。可以在代码转换设备之后立即或从更接近于用户设备的链路捕捉代码转换视频分组。处理器确定用于一个或多个订户的第一 QoE分数和第二QoE分数。第一 QoE分数与未在视频代码转换设备中经代码转换的视频数据相关联，并且第二 QoE分数与已在视频代码转换设备中经代码转换的视频数据相关联。处理器通过比较第一和第二 QoE分数来识别视频代码转换对网络QoE的影响。处理器然后向网络策略管理实体生成反馈消息。该反馈消息包括与由于视频代码转换而引起的对网络QoE的影响相关联的信息。网络策略管理实体适合于通过控制由视频代码转换设备实现的视频代码转换参数来执行策略。网络策略管理可以通过限制允许视频代码转换设备进行调整的视频代码转换参数来执行策略。由视频代码转换设备插入的概括数据与原始和适配视频数据相关联，诸如用于在视频代码转换设备处从视频源接收到的原始数据或用于从视频代码转换设备发送到订户的代码转换视频数据的编解码器、比特率或分辨率。处理器还可以使概括数据与第一 QoE分数和第二 QoE分数相关联以识别由于视频代码转换而引起的对网络QoE的影响。
因此已概括地描述了本发明，现在将对附图进行参考，其中
图I是举例说明通用移动电信系统(UMTS) 3GT网络的组件的高级方框 图2是举例说明LTE (长期演进)/SAE (系统架构演进)4G网络架构的方框图；以及图3是举例说明根据一个实施例的用于确定QoE的过程的流程图；以及图4是举例说明根据一个实施例的用于使用视频代码转换数据和QoE反馈的过程的流程图。
具体实施例方式现在将参考附图来更全面地描述本发明。然而，可以以许多不同形式来体现本发明，并且不应将本发明解释为限于本文阐述的实施例。相反，这些实施例被提供以使得本公开将是透彻和完整的，并将向本领域的技术人员传达本发明的范围。本领域的技术人员可以能够使用本发明的各种实施例。随着移动数据网络经历总网络业务方面的空前增长，移动网络运营商面对独特的挑战。服务提供商需要保持足够高的服务质量(QoS)水平以使客户流失(churn)最小化并使服务收入最大化。在历史上，这对于主要聚焦于移动语音的网络而言解决起来是相对简单的问题。随着移动视频业务的来临和激增，已变得更加难以保持高QoS水平。用于确定视频QoS的典型技术依赖于重构视频传输流。这些方法很可能在评估移动视频QoS方面无效，并且重构视频传输流将不对未来递送方法起作用。视频内容传输正在朝着通过TCP/HTTP的递送前进，其中质量是有效数据吞吐量和客户端缓冲器大小的函数。根据定义，TCP/HTTP保证内容的可靠递送。此外，视频内容重构是昂贵的操作，并且不会以成本有效的方式随着移动视频的预计增长而很好地缩放。在本文公开的系统的一个实施例中,监视系统在不重构视频流的情况下导出视频体验质量(QoE )。图I是举例说明可以包括UTRAN (通用陆地无线电接入网络)和GERAN (GSM EDGE无线电接入网络)元件的通用移动电信系统(UMTS) 3G网络的组件的高级方框图。多个NodeB网络元件101为各小区102中的订户提供服务并经由Iub接口连接到RNC 103。RNC103经由Iu-PS接口耦合到SGSN 104并经由Iu-CS接口耦合到MSC 105。SGSN 104经由Gn接口耦合到GGSN 106，其提供对因特网107的接入。小区102内的用户设备(UE)116与各NodeB 101通信。包括例如探测器108和监视系统控制器109的监视系统被耦合到Iub和/或Iu接口。探测器108收集来自接口的PDU和会话数据，诸如来自Iub接口的RRC和NBAP消息及来自Iu接口的ALCAP和RANAP消息。服务提供商或网络运营商可以经由用户接口站110从监视系统109访问数据。监视系统109还可以包括用于存储捕捉的数据分组、用户会话数据、呼叫记录配置信息和软件应用程序指令的内部或外部存储器111。监视系统可以位于一个位置中，诸如其中探测器IOSa-C在单独刀片上运行的服务器或设备机架。替换地，探测器IOSa-C可以位于RNC 103或SGSN 104附近并远离监视系统控制器109。探测器IOSa-C和监视系统控制器109包括运行一个或多个软件应用程序的一个或多个处理器。图2是举例说明LTE(长期演进)/SAE(系统架构演进)4G网络架构的方框图。LTE/ SAE网络技术表示用于提供高速率基于IP的服务的移动网络演进。称为第三代合作伙伴计划(3GPP)的负责指定移动标准的标准化实体已定义了用于移动电信系统的标准，包括无线电接入和核心网络演进两者。该标准命名为演进分组系统(EPS)，并且其指定UTRAN接入网络的演进一演进UTRAN (eUTRAN) 201—以及核心网络的同时演进一演进分组核心(EPC)202。LTE和SAE分别是eUTRAN 201和EPC 202的常用同义词。网络包括许多不同类型的网络节点和接口。节点包括例如为小区204中的订户提供服务的增强型NodeB CeNodeB或eNb) 203、移动性管理实体(MME) 205、服务网关(S-GW)206和分组数据网络网关(I3DN-GW) 207。EPC域中的节点之间的接口一般地命名为“S#”。“X2”接口(在eNodeB之间)和“Uu”接口(eNodeB 203与用户设备208之间的空中接口)在eUTRAN 域中。EPS技术的目标是显著地增强可用于用户的带宽并同时改善无线电连接的服务质量(QoS)。以下节点在eUTRAN域内操作。用户设备(UE)208是端对端服务的订户端点。UE208通过Uu接口与无线电路径上的eNodeB 203通信。eNodeB 203管理到UE 208的无线电路径并操控物理无线电建立、无线电链路控制和媒体接入控制功能。eNodeB 203还将朝向无线电路径的数据加密和解密并处理无线电资源许可和管理。以下节点在EPC域内操作。MME 205是负责管理来自/到UE 208的非接入层(NAS)控制平面消息的节点。另外，MME 205在选择用于用户平面业务的S-GW 206中起作用，协调LTE/SAE中的切换并建立必要的认证和安全规程。MME 205还协调到UE 208的承载分配。
S-Gff 206是来自eNodeB节点203的用户平面连接的端点。S-GW 106是用于在eNodeB 203之间的UE切换的情况下的用户平面连接的固定器(anchor )。TON-GW (207)是提供EPC与外部PDN网络(诸如因特网209)之间的接口的网络节点。在诸如LTE/SAE网络的复杂系统中，测量网络性能、对网络操作进行故障排出并控制网络服务行为的任务对于网络运营商而言可能是非常困难的。网络的演进(诸如新网络技术的引入和部署)引起附加的不稳定性以及在网络测量、故障排除和控制方面的另外问题。为了执行这些任务，网络运营商常常利用外部监视系统，诸如监视系统109 (图I)。这些监视系统通常在非侵入式模式下被连接到网络，该非侵入式模式允许它们发觉来自网络接口的数据、处理该数据并提供帮助网络运营商管理其网络的测量和报告。监视系统通常需要跟踪UE的活动，以便提供订户所使用的服务的详细分析并出于故障排除和最优化目的而收集关于网络的行为的信息。监视系统210可以经由一个或多个探测器216耦合到LTE/SAE网络中的链路以被动地监视并收集来自网络中的一个或多个接口的信令数据。监视系统210可以从EPC和eUTRAN接口收集用户平面和控制平面数据，所述接口包括例如把MME 205作为端点的S1-MME.S10和Sll接口及把eNodeB 203作为端点的Sl-MME和X2接口。将理解的是还可以由监视系统210来监视网络中的某些或所有其它接口或链路。在一个实施例中，监视系统210可以包括运行一个或多个软件应用程序的一个或多个处理器，其从eUTRAN 201和EPC 202收集协议数据单元(PDU)和数据分组、使其相关并对其进行分析。服务提供商或网络运营商可以经由用户接口站211从监视系统210访问数据。监视系统210还可以包括用于存储捕捉的数据分组、用户会话数据、呼叫记录配置信息和软件应用程序指令的内部或外部存储器212。
监视系统108-111 (图I)和210-212 (图2)可以结合协议分析器、会话分析器和/或业务分析器功能，其通过用网络上的链路、节点、应用程序和服务器来表征IP业务而提供OSI (开放系统互连)层2至层7的故障排除。此类功能例如由GeoPiObe GlO平台提供，包括来自Tektronix公司的Iris Analyzer Toolset应用程序和Splprobes。将理解的是图I和2所示的监视系统被简化并且可以将任何数量的互连监视系统探测器耦合到网络内的一个或多个接口。单个监视探测器可以从特定的接口捕捉数据，或者可以将两个或更多探测器耦合到一个接口。可以经由分组捕捉设备(诸如被最优化以处理高带宽IP业务的高速高密度探测器)将监视系统耦合到网络接口。监视系统在不中断网络的操作的情况下被动地从接口捕捉消息业务。监视系统可以在网络接口上捕捉与具体数据会话相关联的分组并使其相关。可以将有关的分组组合成用于网络上的特定流、会话或呼叫的记录。在替换实施例中，监视系统可以是例如驻留于MME或RNC上并捕捉进入节点或从节点中出来的数据分组的主动组件，诸如软件代理。在3G和4G无线网络上，从预先记录的视频文件或从现场视频馈送起源的流视频是非常受订户欢迎的。视频流通常在移动网络外面的源处起源且常常必须经由因特网(107、209)来访问。例如，无线订户(例如UE 108或208)可以建立与远程视频服务器(115、215)的数据会话。在3G网络(图I)中，通过RNC 103、SGSN 104和GGSN 106创建到因特网107且然后到视频源115的数据会话。在4G网络(图2)中，通过MME 205、S-Gff 206和PDN-GW207来创建到因特网209且再次到视频源215的数据会话。无线订户诸如经由在服务器上操控的网页来从视频源(115、215 )选择存储的视频文件或现场视频馈送。视频服务器开始通过因特网并跨越3G或4G网络向订户发送用于所选视频的视频数据分组。视频分组包括已使用所选视频压缩协议来压缩的视频信息。由网络链路的当前能力来确定可以通过3G或4G网络传送视频信息所处的速率。如果网络正在经历高业务负荷，则网络可能不具有足以建立视频连接的带宽。在UE与视频源之间建立会话的情况下，可以延迟视频分组。在本文中公开的网络监视系统在不需要重构原始视频流的情况下导出视频体验质量(QoE)信息。网络监视系统检测视频递送交易并识别与要递送的视频有关的关键参数，诸如视频比特率、重发或失败视频分组的发生以及视频会话的持续时间。网络监视系统还跟踪视频内容递送的行为和时间特性，诸如按时间的分组递送。网络监视系统然后确定每个视频交易或会话的有效吞吐量。在网络监视系统上运行的QoE评估过程保持用于某些或所有用户的视频交易的记录以及任何视频递送的交易记录。QoE评估系统识别以下情景并将关联的会话表征为具有低或差QoE
在小于目标比特率下递送的视频数据；
在短暂重放之后被中止的视频数据会话；
用于相同视频数据会话的多次开始和停止；
尝试发送相同视频内容的多次重试；以及 具有异常行为或时间特性的视频数据会话。还可以使用与视频交易相关联的其它因素来导出用户QoE。例如，通过分析视频交易，监视系统可以确定原始视频比特率、代码转换的比特率、用于视频会话的有效吞吐量、失败或重发分组的数目以及视频会话持续时间。还可以使用附加信息来确定用户QoE。例如，可以使用视频数据的尖峰、停止和缓冲来确定时间吞吐量分布。此外，可以使用其中用户再三地重新开始流的重试、其中用户非常快速地停止视频会话的中止、一个会话内的多次开始和停止、以及其它视频流特性来评估QoE。将理解的是还可以使用其它参数来表征或评估视频会话。此外，可以为每个参数分配用于评估总体QoE的相同或不同权值。例如，与被中止的视频数据会话相比，其中以小于目标比特率递送视频数据的发生可能对QoE具有较少的影响或者可以使QoE等级(rating)降低较少。在一个实施例中，监视系统按订户将视频数据会话信息分类，并且可以单独地评估用于每个视频交易的QoE。监视系统可以在发起视频数据会话时向每个视频数据会话分配最大QoE分数。监视系统然后每当观察到某些参数时将QoE分数递减。例如，监视系统可以在检测到对特定视频的订户请求时分配最大QoE分数。由于视频数据正在被提供给订户，所以监视系统识别是否发生了特定预定事件。这些事件可以包括例如实际视频比特率保持最小水平的失败、整个视频文件传输到订户的失败、超过预定持续时间的视频数据传输中的延迟或中断、相同视频数据分组的多次传输、以及被无序传送给订户的视频数据。当观察到这些及其它事件时，降低用于该视频会话的QoE分数。在其它实施例中，例如可以用直接平均或用加权平均来组合用于多个视频会话的QoE分数。加权平均值可以为某些用户或某些事件分配较高的权值。可以组合用于单个用户或用于群体的多个视频会话。可以基于视频数据多么成功和/或及时地传送到群体中的订户来针对用户群体确定QoE分数。可以针对群体的每个成员评估多个视频会话。在另外实施例中，可以使用模糊逻辑或其它机器学习技术来增强QoE推导以改善总体准确度。图3是举例说明根据一个实施例的用于确定QoE的过程的流程图。在步骤301中，从无线网络中的接口捕捉数据分组。例如，可以用网络监视系统来捕捉数据分组。在步骤302中，在捕捉的视频分组内检测视频会话。在步骤303中监视视频会话内的视频递送交易。网络监视系统或其它QoE测量系统在步骤304中识别与视频会话有关的关键参数。在步骤305中针对每个视频会话确定视频比特率，并在步骤306中检测重发或失败视频分组的发生。在步骤307中，确定视频会话持续时间。然后在步骤308中确定每个视频交易或会话的有效吞吐量。最后，在步骤309中，针对与视频交易相关联的某些或所有用户确定体验质量(QoE)。可以基于以小于目标比特率递送的视频数据、在部分重放之后中止的视频数据会话、用于单个视频数据会话的多次开始和停止、尝试发送相同视频内容的多次重试、以及具有异常行为或时间特性的视频数据会话的检测来确定QoE。服务提供商可以在无线网络内部署基于代码转换的最优化解决方案以处理移动视频需求的迅速增长的影响。在2010年12月28日提交的题为“Adaptive Control ofVideo Transcoding in Mobile Networks”的待决美国专利申请号12/980，199中描述并公开了基于代码转换的最优化解决方案的一个实施例，其公开被整体地通过引用并入本文。例如，可以基于小区拥挤水平来调整用于通过无线网络传送的视频数据的数据 率。网络监视系统基于从网络接口捕捉的数据业务来识别网络小区中的拥挤水平。当小区拥挤水平达到第一水平时，向视频代码转换设备发送警报。视频代码转换设备调整用于被发送到拥挤小区中的一个或多个订户的视频数据的数据率。该数据率调整可以基于订户简档或用户设备类型。当小区拥挤水平下降到第二阈值以下时，监视系统发送指示可以增加视频数据率的第二警报。在某些情况下可能是，视频分组可能未以足以使UE准确地显示所选视频的速率到达订户。UE可以显示在等待下一个视频数据的同时冻结的视频。订户通常发现这种类型的视频难以观看且结果是网络上的视频服务的低体验质量(QoE)。例如，如果所选视频要求800 kpbs，但移动网络仅具有可用的500 kbps容量，则网络可以不建立会话。如果网络确实建立了会话，则可用带宽不会以800 kbps全部递送视频，这将导致用于订户的极差体验。至多，订户将看到开始/停止重放，因为UE连续地用完缓冲数据且然后不得不重新填充缓冲区。可以使用视频代码转换来使通过移动3G和4G网络的视频递送最优化。通常，将代码转换设备设计为将视频内容代码转换成较低比特率。例如，可以以非常小的用户察觉到的质量下降由代码转换器将最初以800 kbps传送的视频分组重新编码成400-500 kbps。在适当的情况下，还可以应用代码转换来降低屏幕分辨率。诸如移动电话和PDA的大多数订户设备具有小显示屏。通常可以在不使用户乐趣显著损失的情况下在这些小屏幕上以较低的分辨率显示图像。可以通过降低屏幕分辨率来降低视频数据，这可能导致由网络可以支持的较低的总体数据率。视频数据在进入移动网络之前或在网络边缘处被代码转换成较低的比特率。然后，将经代码转换的较低速率数据发送给订户。这些比特率降低对应于网络利用率的直接节省，这向移动运营商提供两个显著益处降低的资本支出/运营支出(可以以较少的基础设施来递送相同的内容)和改善的QoE (使带宽最优化使得更多的用户能够具有良好的QoE) ο虽然视频代码转换的使用是有效的，但不存在基于移动网络条件的实时知识以自适应方式使用代码转换的当前解决方案。替代地，当前解决方案采取一定水平的可用带宽并然后在不考虑实际网络条件的情况下降低所有视频数据率。在没有反馈或网络条件信息的情况下，必须以静态的方式来配置代码转换过程。运营商可以至多按日期指定不同的代码转换设定。另外，视频代码转换系统不具有受特定最优化判定影响的网络资源的知识或关于该网络资源的反馈。使用网络智能系统，诸如上述网络监视系统，可获得可以用来以基于实际上在网络中正在发生的事而使QoE和资源使用最优化的方式选择代码转换率的实时数据。在诸如图I所示的3G网络中，可以在位置112或113处的GGSN 106之前或之后执行代码转换。策略判定点(PDP)/策略执行点(PEP)114可以基于来自监视系统的信息来控制代码转换112、113。例如，当监视系统109识别小区102a或102b中的小区拥挤时，监视系统109将拥挤水平告知Η)Ρ/ΡΕΡ 114。PDP/PEP 114然后指示代码转换112、113将较低的视频数据率用于被寻址到一个或多个拥挤小区中的UE的分组。在其它实施例中，监视系统在不使用roP/PEP 114的情况下直接向代码转换设备112、113识别小区拥挤限制。类似地，在如图2所示的4G网络中，可以由在TON-GW 207与因特网209之间的元件213来执行代码转换。PDP/PEP 214可以使用来自监视系统210的信息来控制代码转换213。监视系统可以与其它网络策略管理实体诸如策略执行点(PEP)、策略判定点(PDP)、策略计费和控制(PCC)功能、策略和计费规则功能(PCRF)、或者策略和计费执行功能(PCEF)通信以控制网络中的代码转换。
监视系统的实施例还支持其它自适应代码转换情景。监视系统可以诸如通过识别高值或非高值订户或某些设备类型而将视频业务分类成客户段，并且然后应用不同的代码转换方案来增强用于期望段的QoE。监视系统还可以监视无线电关键性能指示符(KPI)诸如干扰水平，并且应用不同的代码转换方案来改善由无线电损毁引起的QoE问题。服务提供商可以建立控制在网络内如何处理代码转换的策略。可以使用监视系统信息来使代码转换的益处最大化。在存在网络拥挤的情况下，更多的用户可以通过使用更具侵略性的代码转换最优化来继续接收视频。在不存在网络拥挤的情况下，通过使用较少侵略性的代码转换来增强用户体验，因此改善视频质量。在任何情景中，可以针对主导地位为移动视频业务(这在不久的将来对所有移动网络都是预期的)的任何网络降低载波网络基础设施。降低的基础设施意味着立即的资本支出避免和正在进行的运营支出节省。使用上文描述和公开的系统和方法，可以使用网络监视系统来高效地导出用于移动视频的QoE。然而，当前不存在用于保证视频代码转换不对用户体验具有负面影响的机制。本文所描述的网络监视系统和方法的附加实施例使回到与在视频代码转换器处进行或执行的策略判定的QoE数据相关以确定所选视频代码转换是否对用户体验具有期望的影响。此外，网络监视系统确定被馈送到视频代码转换器的反馈何时引起过于侵略性的最优化被执行。因此，移动运营商保证对移动视频最优化的闭环反馈以保证可能的最高总QoE。在一个实施例中，诸如代码转换器112、113或213的视频代码转换器系统向与视频流相关联的控制分组中插入报头扩展或等价数据。例如，可以将报头扩展信息插入到与建立视频会话相关联的HTTP报头或RTSP控制分组中。在一个实施例中将报头扩展标记为“X视频代码转换器”。报头扩展承载原始编解码器/比特率/分辨率和经适配或经代码转换的编解码器/比特率/分辨率。该报头扩展被最终用户的设备(诸如UE 108或208)忽视。然而，网络监视系统监视视频数据分组中的代码转换器扩展。报头扩展或等价数据可以包括与代码转换过程有关的概括信息，诸如与原始和适配视频数据相关联的数据，诸如用于在视频代码转换设备处从视频源接收到的原始数据的编解码器、比特率或分辨率以及从视频代码转换设备发送给订户的代码转换视频数据的编解码器、比特率或分辨率。网络监视系统将所选代码转换的知识直接结合到网络故障排除工具中，诸如会话分析或协议分析。网络监视系统还提供视频代码转换对QoE的影响的网络范围聚合视图。网络监视系统中的分析引擎识别代码转换何时对网络引起异常影响。该异常影响可以是例如在代码转换开始之后的差QoE或QoE下降。监视系统发送更新至代码转换策略控制引擎，诸如Η)Ρ/ΡΕΡ 114或214，其可以进而进一步调整代码转换率。图4是举例说明根据一个实施例的用于使用视频代码转换数据和QoE反馈的过程的流程图。在步骤401中，视频代码转换器将报头扩展或等价数据插入到视频数据分组中。报头扩展可以承载与原始和适配视频数据相关联的数据，诸如用于在代码转换器处从视频源接收到的原始数据的编解码器、比特率和分辨率以及从代码转换器发送给UE的代码转换视频数据的编解码器、比特率和分辨率。报头扩展将被UE忽视，其将不需要扩展报头信息来处理和显示视频数据。在步骤402中，网络监视系统监视报头中的代码转换器扩展数据。使用视频报头扩展中的数据，在步骤403中，网络监视系统将视频代码转换的知识直接结合到故障排除工具中。网络监视系统可以基于视频数据分组来生成会话分析或协议分析。在步骤404中，网络监视系统提供代码转换对QoE的影响的网络范围聚合视图。网络监视系统还在步骤405中识别来自代码转换的任何异常影响。在网络监视系统中可以使用分析引擎或其它故障排除工具来识别由代码转换引起的QoE的下降或差QoE。在步骤406中，网络监视系统向代码转换策略控制引擎发送更新。代码转换策略引擎可以由于来自网络监视系统的反馈而调整当前正在网络中实现的代码转换。受益于在前面描述和关联的附图中提出的讲授，本发明所属领域的技术人员将想到本发明的许多修改及其它实施例。因此，要理解的是本发明不限于公开的具体实施例。虽然本文采用具体术语，但它们仅仅在一般和描述的意义上使用而不是用于限制的目的。权利要求
1.一种用于评估无线网络中的用户体验质量(QoE)的方法，包括 从无线网络中的网络接口捕捉数据分组； 识别与捕捉的数据分组相关联的视频会话； 监视在捕捉的数据分组内的视频会话的关键参数； 基于所述关键参数来确定每个视频会话的有效吞吐量；以及 计算与视频会话相关联的一个或多个用户的QoE分数。
2.权利要求I的方法，其中所述关键参数包括视频比特率、重发视频数据分组的数目、失败视频数据分组的数目和视频会话持续时间中的一个或多个。
3.权利要求I的方法，还包括 确定用于每个视频会话的视频比特率；以及 至少部分地基于用于一个或多个视频会话的视频比特率来计算QoE分数。
4.权利要求I的方法，还包括 确定重发或失败视频数据分组的发生；以及 至少部分地基于重发或失败视频数据分组的数目来计算QoE分数。
5.权利要求I的方法，还包括 确定所选视频会话的持续时间；以及 至少部分地基于所选视频会话的持续时间来计算QoE分数。
6.权利要求I的方法，还包括 将报头扩展插入到与视频会话相关联的代码转换视频数据分组中； 评估视频代码转换对QoE的影响；以及 向代码转换策略引擎发送更新，所述更新识别视频代码转换对QoE的影响。
7.一种用于评估无线网络中的用户体验质量(QoE)的系统，包括 被耦合到一个或多个网络接口的多个监视探测器，所述监视探测器适合于从网络接口捕捉数据；以及 处理器，适合于分析从网络接口捕捉的数据，所述处理器进行操作以 在从网络接口捕捉的数据内识别视频数据； 识别与视频数据相关联的一个或多个视频会话； 确定用于一个或多个视频会话的有效吞吐量；以及 确定与视频会话相关联的一个或多个用户的QoE分数，该QoE分数基于一个或多个视频会话的有效吞吐量。
8.权利要求7的系统，所述处理器还进行操作以 识别视频数据内的关键参数；以及 至少部分地基于关键参数来确定用于视频会话的有效吞吐量。
9.权利要求7的系统，所述处理器还进行操作以 确定用于一个或多个视频会话的视频比特率；以及 至少部分地基于视频比特率来确定用于视频会话的有效吞吐量。
10.权利要求7的系统，所述处理器还进行操作以 检测与一个或多个视频会话相关联的重发或失败视频数据分组；以及 至少部分地基于重发或失败视频数据分组来确定用于视频会话的有效吞吐量。
11.权利要求7的系统，所述处理器还进行操作以 检测一个或多个视频会话的持续时间；以及 至少部分地基于视频会话的持续时间来确定QoE分数。
12.权利要求10的系统,还包括 视频代码转换设备，被耦合到网络接口并在网络策略管理实体的控制下，该视频代码转换设备适合于修改用于视频数据的数据率，该视频代码转换设备还适合于将概括数据插入到视频数据分组中。
13.权利要求12的系统，其中所述概括数据被作为报头扩展插入到视频数据分组中。
14.权利要求12的系统，其中所述概括数据包括 与原始和适配视频数据相关联的数据，包括用于在视频代码转换设备处从视频源接收到的原始数据的编解码器、比特率和分辨率以及从视频代码转换设备发送给用户的代码转换视频数据的编解码器、比特率和分辨率。
15.权利要求12的系统，所述处理器还进行操作以 监视视频数据分组中的代码转换概括数据；以及 确定视频代码转换对一个或多个用户的QoE分数的影响。
16.权利要求15的系统，所述处理器还进行操作以 向网络策略管理实体发送反馈，该反馈指示视频代码转换的影响。
17.一种用于监视视频代码转换对无线网络中的用户体验质量(QoE)的影响的系统，包括 视频代码转换设备，适合于修改用于通过无线网络发送到无线网络订户的视频数据分组的数据率，该视频代码转换设备还适合于将概括数据插入到视频数据分组中； 网络策略管理实体，适合于执行与无线网络相关联的策略，该网络策略管理实体被耦合到视频代码转换设备并提供关于视频数据分组的代码转换的信息； 被耦合到一个或多个网络接口的多个监视探测器，所述监视探测器适合于从网络接口捕捉视频数据分组，并且还包括适合于分析捕捉的分组的处理器，该处理器进行操作以确定一个或多个订户的第一 QoE分数，该第一 QoE分数与尚未在视频代码转换设备中被代码转换的视频数据相关联； 确定一个或多个订户的第二 QoE分数，该第二 QoE分数与已在视频代码转换设备中被代码转换的视频数据相关联； 通过比较第一和第二 QoE分数来识别由于视频代码转换而引起的对网络QoE的影响；以及 生成到网络策略管理实体的反馈消息，所述反馈消息包括与由于视频代码转换而引起的对网络QoE的影响相关联的信息。
18.权利要求17的系统，其中所述网络策略管理实体还适合于通过控制由视频代码转换设备实现的视频代码转换参数来执行策略。
19.权利要求17的系统，其中所述网络策略管理实体还适合于通过限制允许视频代码转换设备调整的视频代码转换参数来执行策略。
20.权利要求17的系统，其中所述概括数据包括 与原始和适配视频数据相关联的数据，包括用于在视频代码转换设备处从视频源接收到的原始数据的编解码器、比特率或分辨率以及从视频代码转换设备发送给订户的代码转换视频数据的编解码器、比特率或分辨率；以及 其中所述处理器还进行操作以 使概括数据与第一 QoE分数和第二 QoE分数相关联以识别由于视频代码转换而引起的对网络QoE的影响。
21.一种用于评估无线网络中的用户体验质量(QoE)的系统，包括 被耦合到一个或多个网络接口的多个监视探测器，所述监视探测器适合于从网络接口捕捉数据；以及 处理器，适合于分析从网络接口捕捉的数据，所述处理器进行操作以 识别与视频数据相关联的一个或多个视频会话； 监视视频会话的交易和时间特性；以及 确定与视频会话相关联的一个或多个用户的QoE分数，该QoE分数基于所述视频会话的交易和时间特性。
22.权利要求21的系统，其中所述交易和时间特性包括选自由以下各项组成的组的一个或多个特性原始视频比特率；代码转换视频比特率；用于视频会话的有效吞吐量；以及视频会话的持续时间。
23.权利要求21的系统，其中所述交易和时间特性包括选自由以下各项组成的组的一个或多个特性失败视频分组的数目；重发视频分组的数目；视频会话重新开始的数目；视频会话中止的数目；以及单个视频会话期间的开始和停止的数目。
24.权利要求21的系统，其中所述交易和时间特性包括用于视频会话的时间吞吐量分布，所述时间吞吐量分布是基于视频会话中的尖峰、停止和缓冲而确定的。
全文摘要
本发明涉及确定移动视频体验质量和视频代码转换的影响。通过无线网络传送的视频数据分组被网络监视系统捕捉。从视频数据分组检测视频数据会话。在视频数据分组内识别关键参数，诸如视频比特率、重发或失败视频分组以及视频会话持续时间。基于关键参数，针对与视频会话相关联的某些或所有用户来确定体验质量(QoE)。由代码转换系统向视频数据分组添加报头扩展。所述报头扩展包括与原始和代码转换视频数据分组相关联的数据。网络监视系统监视报头扩展并评估视频代码转换对用户的总体QoE的影响。监视系统基于代码转换对QoE的影响来向代码转换策略引擎提供反馈。
文档编号H04N21/234GK102724564SQ20121001852
公开日2012年10月10日 申请日期2012年1月20日 优先权日2011年1月24日
发明者A.G.艾弗森, R.T.威尔金森 申请人:特克特朗尼克公司