CN101288275A - 基于网络状况的性能特性提供端到端高质量服务的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

提供了一种基于网络状况的端到端服务性能特性增强和改善在用户服务会话期间针对融合使能的最终用户设备的端到端服务质量的方法和设备。

Description

基于网络状况的性能特性提供端到端高质量服务的方法和设备
技术领域
本发明涉及融合使能的最终用户设备(convergence enabled end-user device)的性能监测和服务质量增强，更具体地，涉及一种基于网络状况(networkcondition)的端到端服务性能特性来增强与最终用户的服务级别协定的方法和设备。
背景技术
融合使能的最终用户设备(例如，蜂窝电话、智能电话、膝上电脑、PDA、集成WiFi/WiMax的电话/设备以及其它)的用户基于多种因素选择服务提供商，这些因素包括费用、所提供的服务类型、以及这些服务的质量、用户友好以及其他考虑因素。由于使用诸如CDMA、3G1X、EVDO、WiMAX、WiFi、Cable/DSL等的多种接入技术的无线以及有线互联网的高速发展，对于服务提供商来说精确测量两个用户之间以及用户和应用服务器之间的通信性能，并且保证高的端到端IP数据网络性能变得越来越重要。服务提供商需要监测与网络中断相关的各种性能参数，例如这些中断包括允许门限之上的延时/延迟、高抖动、低功率、高信号干扰、分组丢失、网络拥塞、节点和链路失败、减弱的接入链路、低质量接入、影响最终用户服务期望的路由成本、最终用户感到替代服务提供商较好的有效性，以及其它网络测量标准。
进一步地，仅仅监测网络状况(例如，拥塞、分组丢失以及其它情况)并不能为遭受差或低质量网络状况的最终用户提供横跨网络的任何实时纠错动作。而且，目前没有令人满意的用于监测网络的端到端性能以及提供融合使能的最终用户设备、节点、链路和网络设施处的实时连接性变化的实时技术。
发明内容
这里通过在用户服务会话期间针对融合使能的最终用户设备加强、改善以及始终提供高服务质量的方法和设备来解决现有技术的各种缺限。
在一个实施例中，在一种增强和改善在用户服务会话期间针对融合使能的最终用户设备的服务质量的方法，包括：经由组成网络的多个网络单元中的第一组网络单元在融合使能的最终用户设备与目标节点之间建立用户会话；根据从第一组网络单元接收的实时性能度量对与会话相关的性能值进行测量；以及响应于指示降低的会话服务质量的测量性能值，指定(provision)至少一个第一组的网络单元。
附图说明
通过考虑以下结合附图进行的详细描述，可以容易地理解本发明的教导，其中：
图1描述了适于实现本发明的性能监测代理的示例性通信网络的高级框图；
图2描述了适用于图1的示例性网络的用于监测网络状况的第一种方法的流程图；
图3描述了适用于图1的示例性网络的用于监测网络状况的第二种方法的流程图；
图4描述了适用于图1的示例性网络的、带有本发明的智能性能监测代理的融合使能的最终用户设备的第二实施例的高级框图；
图5描述了适用于图1的示例性网络的用于监测网络状况的第三种方法的流程图；以及
图6描述了适用于图1的示例性网络的用于监测网络状况的第四种方法的流程图。
为了便于理解，已经使用了相同的参考数字来在可能的情况下指示各图共有的相同单元。
具体实施方式
当支持通信基础架构表现得差或失败时，例如当对服务的需求中出现不期望的障碍而导致基础架构节点问题(服务器故障，数据接入中断)时，服务传送遭受损害。本发明中建议的方法和过程以及设备解决并防止了这些潜在的服务问题，因此使这些问题的发生或相关的破坏保持最小。
特别地，本发明提供了一种用于提供会话级优化技术来增强用于融合使能的最终用户设备的服务的方法和设备，该融合使能的最终用户设备诸如为蜂窝电话，PDA，膝上电脑，或任何其他使用无线或有线服务传送信息的融合使能的最终用户设备。在一个实施例中，描述的方法和设备通过在最终用户融合使能的最终用户设备中执行性能监测代理并且在网络单元中为融合使能的最终用户设备提供和控制会话通信路径，来提供端到端网络监测，上述融合使能的最终用户设备诸如为基站，有线存在点(wireline point of presence)，数据中心，网络运营中心，其他网络单元(例如节点和设施)。
在一个实施例中，横跨网络(包括融合使能的最终用户设备)实施的性能监测代理监测与融合使能的最终用户设备当前(实时)会话有关的服务质量。进一步地，该性能监测代理能够确定可替代的通信技术来改善融合使能的最终用户设备正在进行的会话的服务质量。此外，性能监测代理能够执行网络单元之间的实时转换(例如，新的通信路径)来自动实时提供改善的服务质量，而不需要对会话进行重起。也就是说，本发明使得最终用户服务的会话质量能够被快速(on-the-fly)、动态地改善和增强。
在第二实施例中，结合智能代理一并使用性能监测代理。该智能性能监测代理具备从先前的网络事件和已测量的特性中学习的能力(通过软件实施)，且能够为最终用户提供最佳的网络服务(例如，通信路径)。在一个实施例中，智能代理和性能监测代理共同根据以往获得的知识/学习(历史)和当前网络状况确定最佳网络服务。在第二个实施例中，智能代理还利用试探法(heuristics)来基于存储在一个或多个知识库中的先前网络状况，进行最佳网络服务预测来提供最终用户会话。知识库存储在例如基于诸如最小成本路由计算的其他因素适配网络路由/指定/重新指定决定中有用的网络性能数据。当新信息变得可用时，该知识库被更新。
对于以上实施例中的任意一个，可以通过对以往和当前网络状况的识别，以及采用已测量步骤来避免低质量网络状况来提供端到端网络监测和性能增强。也就是说，横跨网络(包括融合使能的最终用户设备)实现的智能性能监测代理能够不仅仅基于当前(实时)测量的网络状况来确定合适的纠错动作，还能够基于多个网络单元横跨网络学习到的以前的网络状况来确定合适的纠错动作。
图1描述了适用于实现本发明的性能监测代理160的示例性无线网络100的高级框图。网络100包括至少一个融合使能的最终用户设备110，参考网络102，数据中心120，网络运营中心(NOC)130，可选基站140，以及可选有线存在点(POP)150。虽然示例性网络100中仅示出单个融合使能的最终用户设备110，数据中心120，NOC 130，基站140和有线POP 150，但是本领域技术人员将理解：这些示例性网络单元仅用于解释说明，且该网络100不限于单个融合使能的最终用户设备，数据中心，NOC，基站和有线POP等等。
此外，提供基站140和有线POP 150来说明基于正用于会话活动的融合使能的最终用户设备110的类型的多个无线通信介质。融合使能的最终用户设备110可以是蜂窝电话，PDA，膝上电脑，或其他能够进行无线和/或有线通信的融合使能的最终用户设备。例如，在融合使能的最终用户设备110为蜂窝电话/PDA的情况下，无线通信可以由基站示意性地实施，每个基站与小区相关，如同现有技术中熟知的那样。相应地，示意性地沿着路径103在蜂窝电话/PDA和基站之间提供无线通信。
可替换地，在融合使能的最终用户设备110具有有线能力的情况下，需要有线POP建立和维持用户会话。例如，在融合使能的最终用户设备示意性地是接入到有线接入POP 150(例如，电缆顶端器(head-end)，或DSL POP)的膝上电脑的情况下，如同现有技术中熟知的那样，通过与每个有线POP位置150相关的有线接入节点104(例如，电缆接入或DSL接入)来实施有线通信。需要指出的是：有线接入网络104可以是拨号调制解调器，DSL或电缆调制解调器，到无线局域网(WLAN)的以太网连接，适于在融合使能的最终用户设备110和有线POP 150之间交换信息的其他类型的传统上熟知的有线网络。
参考网络102示意性地提供数据中心120，网络运营中心130，基站140以及有线POP 150之间的通信路径。参考网络102可以是诸如互联网的分组交换网络，或内联网，或公众交换电话网，或其他网络。
图1进一步描述了适用于图1的网络100的融合使能的最终用户设备110，数据中心120，NOC 130，基站140，以及有线POP 150的主要部件的高级框图。在一个实施例中，图1中的融合使能的最终用户设备110，数据中心120，NOC130，基站140，以及有线POP 150的每一个都包括至少一个处理器122，支持电路124，I/O电路126，存储器128，和至少一个用于它们之间交换信息的总线121。例如，融合使能的最终用户设备，数据中心，NOC，基站，有线POP分别包括处理器122M，处理器122D，处理器122N，处理器122B，处理器122W，其中字母M、D、N、B和W分别同融合使能的最终用户设备，数据中心，NOC，基站，和有线POP相关。参照图1示出以及描述的部件不应被看作是限制性的，如本领域技术人员熟知的那样，可以存在执行与每一个网络单元(例如，节点)相关的操作的其他部件。
该至少一个处理器122可以是任何用于执行存储器128中存储的程序的传统处理器。存储器128可以是任何传统的易失性存储器(例如RAM，DRAM，其他存储器)，非易失性存储器(例如，磁盘驱动器，软盘，驱动器，CDROM，EPROMS，其它计算机可读介质)或任何其他传统的用于存储数据和各种控制程序的存储器设备，该程序例如是本发明的数据性能监测代理160。
处理器122与传统的支持电路124协作，该支持电路诸如是电源，时钟电路，高速缓冲存储器或类似元件，以及辅助执行诸如方法200，300，500，和600(参见图2，3，5，和6)的各种程序和例程的电路，以及性能监测代理160执行的其他程序和数据。同样地，预期作为软件处理在这里讨论的某些处理步骤可以在诸如与处理器122协作执行多个步骤的电路的硬件中实现。输入/输出(I/O)电路126形成与每个网络设施进行通信的多个功能元件之间的接口。例如，在图1中的实施例中，基站140使用I/O电路126B通过参考网络102来与NOC 150的I/O电路126N交换信息。
虽然图1中的每个网络设施被描述为被编程来执行依据本发明的各种控制功能的通用计算机，但是能够以诸如特定用途集成电路(ASIC)的硬件来实现本发明。同样，意图使这里描述的处理被广义地解释为由软件，硬件或其组合等同执行的处理。
本发明可被实现为计算机程序产品，其中在由计算机处理时，计算机指令改编计算机的操作使得本发明的方法和/或技术能够被调用或提供。用于调用本发明方法的指令可以存储在固定或可移除介质中，通过数据流在诸如广播介质的信号承载介质中传送，和/或存储在依据这些指令操作的计算设备中的工作存储器中。
在图1的示意性实施例中，融合使能的最终用户设备110被示意性地示出为具有全球定位系统(GPS)106能力。在该实施例中，融合使能的最终用户设备110进一步包括I/O介质接口(i/f)网关112，无线收发信机118，GPS接收机(例如，增强型GPS接收机)116，多有线i/f互连118，和至少一个用于无线接入的天线119A，以及至少一个用于GPS网络接入的天线119B。GPS接收机116以传统的方式接收来自卫星106的全球定位信息。目前GPS信号通常是带外信号，但是今后GPS信息将在带内传送。无线收发信机114被用于通过基站140交换信息。在一个实施例中，在使用了增强型GPS服务的情况下，无线收发信机114被融合使能的最终用户设备110使用来通过基站140与网络100中的位置服务器(未示出)进行通信以辅助计算融合使能的最终用户设备110的位置，如现有技术中熟知的那样。在融合使能的最终用户设备包括有线能力的另一个实施例中，多有线i/f互连118提供在有线接入网络104上交换信息的能力，如现有技术中熟知的那样。
性能监测代理(PMA)160包括在与网络节点相关的操作系统(OS)中操作的软件编程。虽然图1中未示出，需要指出的是PMA 160可以在网络100中的每一个客户端，接入节点，核心元件，以及应用服务器和性能监测设备(即，节点)上安装和使用。换句话说，图1中示意性示出和描述的网络单元不应被认为是限制实施本发明的PMA 160的元件。
在一个实施例中，与融合使能的最终用户设备110相关的PMA 160M是与安装在融合使能的最终用户设备110上的任何OS协作的精简型代理(thinagent)。例如，该PMA 160M具有基于最终用户使用的设备能力向最终用户发送告警的能力。并且基于该设备能力，该PMA 160M请求来自于其他网络节点的合适的性能测量。类似地，与基站140，有线POP 150，数据中心120和NOC 130相关的PMA 160与同这些网络单元(例如，节点)相关的操作系统(例如，Windows，LINUX，其他)协作。每一个PMA 160都可以发起本地或任何其他具有PMA 160的网络节点的任何性能测量动作。PMA 160使用多种算法来提供所需的基于地理信息系统(GIS)的距离计算，吞吐量相对于实际吞吐量差异的变化，指定链路预算相对于实际链路预算的变化，实际BER相对于观测到的BER的变化，期望路径相对于实际最优可用路径的变化，其他网络度量。
PMA 160包括用于监测和存储信息的例程，该信息与各种事件，触发器，告警，心跳(heartbeat)，陷阱(trap)，空中接口诊断，接口干扰参数，切换参数，漫游参数，以及授权，认证和安全参数有关。进一步地，PMA能够监测信令，以及承载业务告警，事件和消息来分析任何差异和丢失的帧，分组以及应用格式(即，监测及统计收集层2-7)。
因此，在每一个网络单元上的PMA 160能够以服务器或客户端模式工作，且以唯一的方式作为发送者或接收者独立工作。数据可以通过GPS馈送发送或在选定时间，事件，告警或通过控制消息由相对节点送出。
在一个实施例中，PMA 160包括控制部分和测试部分。控制部分包括用于会话开始，建立，拆除，确认，和结果修正的例程。测试部分包括用于监测，收集，和测量各种网络参数来确定例如丢失概率，中间延迟，抖动，第90个百分点的延迟之类的数据的程序和算法。非单独存在的特性，例如被紧接着发送的分组的期望到达间隔，也能够被按需求测量，记录，回放且存储在不同的节点。通常来说，在本发明的各个实施例中，如在此讨论的那样，至少下列性能值中的一个或多个能够被确定和/或使用：误比特率(BER)，信噪比(S/N)，功率电平，路径拥塞，延迟，网络单元使用率，网络链路使用率，抖动，网络单元可靠度，服务可靠度，采用的路由路径及路由路径成本。
图2示出了适用于图1的示意性网络100的用于监测网络状况的第一方法200的流程图。该流程图示意性地示出了在多个网络单元处的通信和操作。特别地，提供各列，从左至右看，来说明分别发生在融合使能的最终用户设备110，有线接入网络104，POP位置(例如，WLAN，PSTN/DSL，电缆)150，邻近基站1401，远距离基站1402，数据中心120，NOC 130上的操作和通信。如上所述，网络100中的其他节点(例如，核心节点，应用服务器，其他网络单元)还可以实现本发明的PMA 160。
该方法开始于步骤201，其中融合使能的最终用户设备110的用户发起会话来接收特定服务。该会话可以是使用蜂窝或有线接入来进行到另一方的电话呼叫，请求来自内容提供商的内容(例如，多媒体内容和/或数据)，资源网络102上可用的其他信息。步骤202处，用户通过多个可能的接入介质的其中之一连接到网络100。例如，在最终用户查找横跨有线接入介质的会话的同时，用户可示意性地连接到诸如WLAN，PSTN，DSL或电缆接入网络的接入网络104。替代地，在最终用户查找蜂窝通信的同时，用户可示意性地连接到诸如邻近基站1401的接入网络。如图2所示，步骤202处的短虚线和长虚(椭圆)线代表到有线接入网络104的连接或与基站1401的通信。接着方法200进入到步骤204。
在步骤204处，性能和会话质量的实时监测在被用来进行会话的多个网络单元处发起。也就是说，在这些元件上通过他们各自的PMA 160监测多个度量，然后这些度量被传送至数据中心120进行处理。网络度量可以包括与经过的分组相关的时间戳信息，功率电平，信号强度，节点/链路失败，以及其他网络度量。
在步骤206处，数据中心120计算接入介质(即，路径中使用于建立会话的网络单元)上的实时测量。如图2示意性示出的，实时测量可通过与数据中心120相关的性能监测代理160D采用。也就是说，数据中心120基于由这些节点发送的度量，计算与每个节点(例如，基站140，有线POP 104，核心网络单元102和移动节点110)相关的实时测量。例如，如果会话包括蜂窝通信，那么数据中心120的性能监测代理160D计算与邻近基站1401，网络102和融合使能的最终用户设备110相关的性能/质量测量。类似地，若会话包括有线(例如，电缆)通信，那么数据中心120的性能监测代理160D计算与有线POP 150，接入网络104和融合使能的最终用户设备110相关的实时性能/质量测量。
上述性能/质量测量包括确定信噪比(S/N)，误比特率(BER)，信号功率电平，延迟，网络单元和服务可靠度，网络单元和链路使用率，其他测量。在一个实施例中，网络节点给经过其(进入分组和/或离去分组)的分组设置时间戳，因此使得可横跨网络节点和链路收集性能测量。也就是说，为每个测量分组提供清楚的发送和接收时间戳来测量延迟/时延，和抖动。此外，该时间戳消除了对估计环回时间的需要以及与例如PING技术的现有技术相关的含糊性。
在步骤208，在数据中心120进行的测量被发送至融合使能的最终用户设备110。类似地，在步骤210，在每个节点进行的测量也被发送至NOC 130。在步骤212，融合使能的最终用户设备更新存储在存储器128M里的服务/应用上下文简档(未示出)。该服务/应用上下文简档被用来存储与会话相关的最近实时测量。例如，诸如信号强度，发送/接收功率，S/N比，干扰度量，服务质量可用性，从那个位置获得的服务等级可用性，从那个位置获得的最终用户可用的服务的列表，从那个位置获得的最终用户可同时使用的服务的列表，从那个位置获得服务的成本，分组丢失，不同延迟度量，吞吐量度量，以及其他类似的测量度量之类的数据可以被存储用以将来由融合使能的最终用户设备110参考。
特别地，如以下参照图3进一步详细讨论的那样，当PMA 160M确定当前会话的服务质量能够被改善时，融合使能的最终用户设备110使用存储在服务/应用上下文简档中的更新数据来决定合适的切换事件。进一步地，融合使能的最终用户设备110向最终用户提供关于服务等级和服务质量的通知。该通知可以包括可视或音频指示符，例如特定度量的图形表示(例如，在其他性能指示符中的信号强度条形图)。测量的性能/质量度量还可以由其他节点(例如，基站，有线POP，其他)发送和使用来评估网络状况和提供替代解决方案以改善当前会话的服务质量。
在步骤214，假设当前会话的性能/质量是令人满意的，融合使能的最终用户设备110继续该会话直到用户终止该会话。在步骤216，数据中心120更新NOC 130处的用户会话数据库。NOC 130存储被更新的用户会话信息，该信息使得服务提供商能够提供最新的客户服务，该服务包括基于最终用户接收到的服务质量进行的适当计费。一旦该会话被终止且数据中心120已发送更新信息至NOC 130，方法200终止。需要指出的是一旦该会话被建立，每一个网络单元会继续周期性监测和测量会话期间的性能/质量度量。如图3中方法300示意性所示，在网络性能降低时，本发明提供替代方案来实时、快速地改善服务质量。
图3描述了适用于图1的示意性网络100的用于监测网络状况的第二方法300的流程图。除了注释其中的不同之外，图3的流程图与图2所示的流程图相同。进一步地，图3示意性地讨论了在邻近基站1401建立蜂窝会话，然而，本领域技术人员熟知以下讨论的原理还同样适用于有线接入网络104发起的会话。
方法300开始于步骤201，其中用户发起服务会话，且如对于图2中所示的方法200讨论的那样，继续进行步骤202-210。也就是说，会话被建立且用户在会话期间能够使用在网络100中形成通信路径的网络单元，而无任何降级。
步骤318示出了网络质量降级发生在用户会话期间。例如，如图3中示意性所示，核心网络102示意性显示了两条路径A和B，这两条路径分别由其间具有链路的多个路由器/开关形成。如核心网络102所示，例如作为路径B显示的路由采用DWDM技术，因此示出的各波长(λ)沿着路径。假设，例如在步骤318处路径A变得拥塞。在步骤320，数据中心120性能管理代理160D感测并检测核心网络102中路径A上的拥塞。需要指出的是数据中心120(以及NOC 130)被提供有多个用来检测多个网络单元中的网络降级的监测设备。例如，数据中心120能够检测网络拥塞，S/N比率，功率电平，分组延迟和丢失，其他横跨网络100的节点和链路的度量。
一旦检测到衰落，在步骤322处，使用数据中心120处的PMA 160D根据从网络单元接收到的多个实时度量计算实时测量。特别地，PMA 160D将计算出的测量与相应阀值进行比较来确定降级的程度。
在步骤324处，数据中心120将网络状况的降级通知融合使能的最终用户设备。该通知可包括可视或音频指示符，例如文本，图形表示，声音，其他用户友好指示符。进一步地，步骤322处进行的测量和结果被发送至融合使能的最终用户设备110，并且在步骤326处，融合使能的最终用户设备110更新如上所讨论的用户服务/应用上下文简档。类似地，在步骤328处，测量和结果还被发送至NOC 130。
在步骤330处，数据中心120和融合使能的最终用户设备110发起其间通信来基于数据中心120进行的测量和结果发现网络服务改善。在步骤332处，融合使能的最终用户设备110和数据中心确定替代的方法或服务来改善当前会话的质量和性能。例如，在步骤332处，数据中心120和融合使能的最终用户设备110可以确定路径B的拥塞轻于路径A。在一个实施例中，PMA 160使用GPS特性和/或服务，来基于最终用户位置和替代的可用传送网络来动态寻找最优替代路由解决方案。在另一个实施例中，PMA 160可以使用在其它技术之中由服务提供商指示预先建立/配置的路由。在一个实施例中，按照网络路由作出修正，例如通过指定和/或重新指定一个或多个支持服务的相关路径部分来进行修正。还可以修正其他网络管理或路由参数。
需要指出的是每一个性能/质量度量都具有预先定义来提供满意或不满意操作状况之间的分界线的相关阀值。进一步地，性能/质量度量可以具有多级阀值来表示性能或质量状况的层次等级。实时测量的值可以直接与适当的阀值进行比较，或为了比较，用来计算一个或多个测量值。
在步骤334处，融合使能的最终用户设备110和数据中心120选择一个或多个最佳方法或服务。接着上面描述的当前例子，如果数据中心120和融合使能的最终用户设备110同意从路径A切换到路径B是对于路径A上发现的拥塞问题的最优解决方案，那么在步骤334，数据中心120和融合使能的最终用户设备110更新用户服务/应用上下文简档来确认对于示意性拥塞问题的达成一致的解决方案(即，对降级状况的解决方案)。
在步骤336处，执行到被选择的最优解决方案的切换而无需中断正在进行的会话。例如，在核心网络102中，数据业务从路径A切换到路径B。该切换由数据中心120发起，除其他功能之外，数据中心还能够调整网络100中的业务模式。步骤338处，最终用户能够以最少的由于网络中的降级而引起的中断继续使用他们的融合使能的最终用户设备110。进一步地，从最终用户的角度来看，以无缝的方式提供切换。方法300然后进行到步骤206至210，其中在切换发生之后执行实时测量，且如上所述，融合使能的最终用户设备110和NOC 130随着网络100的状态变化而被更新。
参考图1-3描述的本发明第一实施例提供与网络100中的多个网络单元(例如，节点和链路)相关的性能和质量度量的监测。进一步地，在网络中多个节点处安装的性能监测代理160相互进行通信并基于当前测量到的性能/质量度量来确定最优服务解决方案。一个或多个最优解决方案可以由数据中心120来自动实现，因此融合使能的最终用户设备110可以继续当前会话，而无需发起新会话。因此，本发明的第一实施例基于当前(即，现存)网络状况优化当前用户会话的网络状况。
例如，蜂窝融合使能的最终用户设备110的最终用户可以在邻近基站1401，和远距离基站1402之间进行漫游。如对于图3中步骤320-322进行的讨论那样，在会话期间，数据中心120可以从由PMA 160计算的实时测量中发现网络降级。在一个实施例中，在决定用于降级网络状况的最优解决方案后，最优解决方案可以被切换到无线LAN 104(如果可用的话)，而不是继续与远距离基站1402的会话。该最优解决方案可以包括网络100中的移动节点110和多个节点之间的通信路径中的一个或多个改变。其他情况可包括，但不局限于，节点故障，链路失败，不安全接入路径，高成本接入路径，其他网络状况。
图4描述了适用于图1的示意性网络的本发明的性能监测代理160的第二实施例的高级框图。与参照图1-3描述的第一实施例相比，本发明的第二实施例基于当前(即，现存)网络状况和对于先前网络状况的知识优化当前用户会话的网络状况。也就是说，在第二实施例中，横跨网络的先前网络状况被存储起来且被处理以产生知识，因此PMA 160使用该知识来为低质量/性能状况提供最优解决方案。
参考图4，除了包括原始数据库180和学习知识库182的智能(即，学习)代理160被存储在存储器128中之外，融合使能的最终用户设备110与图1中示意性说明的相同。特别地，学习代理170包括具有至少一个输入缓冲器(未示出)的输入模块176，性能模型模块172，数值评估模块174，以及具有至少一个输出缓冲器(未示出)的响应模块178。
性能模型模块172包括与网络100相关的多个性能模型(例如，阀值)和算法，其用于提供横跨网络100中节点和链路的理想或至少满意的性能和质量状况。该性能模型依赖于被考虑的网络节点。例如，融合使能的最终用户设备的性能模型基于最终用户设备的能力并被构建在由最终用户设备支持的服务之上。因此，PDA性能模型看起来会不同于膝上电脑的性能模型。其他性能模型可包括，但不局限于，基于接入技术的性能模型，基于内容的性能模型，基于传送网络的性能模型，数据中心性能模型，计费性能模型，基于安全的性能模型，以及其他类似的性能模型。
原始数据包括当前测量的数据，例如分组时间戳信息，信号功率电平(例如，dB)，功率电平，延迟度量，抖动，吞吐量度量，接入的应用，网络单元和链路使用率，网络单元和服务可靠度，路由成本，采用的路由路径，其他信息。输入模块176收集(缓冲)来自原始数据数据库180的原始数据以便由数值评估模块174和性能模块172使用。数值评估模块174对照性能模型和适当的阀值来评估这种原始数据。响应模型178对性能模型172和数值评估模型174产生的新知识进行缓冲并将数据存储在学习知识数据库182中。在一个实施例中，存储在知识数据库182中的数据包括在天/月/年的特定时间内的象最终用户设备负载(例如，分组业务)之类的统计分布，与多个接入网络104上的特定用户和/或其他用户相关的以及与多个基站140相关的先前会话信息，与多个网络单元相关的调度维护，网络节点和链路的失败评估，在不同接入节点，传送节点，服务器上的业务分布，以及与先前用户会话和网络状况有关的其他类似学习度量。然后，如参考图1-3所讨论的那样，在响应模型178中接收到的数据变得对PMA 160可用以确定用于多个降级网络状况的最佳解决方案。
类似地，基站140，有线POP 150，数据中心120，NOC 130，其他网络节点中的每一个都包括学习代理170。如图4所示，在一个实施例中，学习代理170可以被安装在服务器190上且远离安装PMA 160的地方。在一个实施例中，包括学习代理170的服务器190是适合与多个网络单元一起使用的中心服务器。然而在另一个实施例中(未示出)，学习代理170与每一个网络单元(例如，节点)上的PMA 160一起被安装在本地。在任何实施例中，学习代理170和PMA160横跨网络100以类似的方式互相作用。
图5描述了适用于图1的示意性网络100的用于监测网络状况的第三方法500的流程图。第三方法500使用了上面参考图2和3讨论的当前测量的信息，以及使用参考图4讨论的PMA160和学习代理170先前学习到的信息。
方法500开始于步骤501，其中融合使能的最终用户设备110的用户发起接收/发送信息的服务。例如，该服务可以进行到另一个体的蜂窝电话呼叫，对来自内容提供商的内容(例如，多媒体内容和/或数据)的请求，VoIP服务，其他在资源网络102上可用的服务。
在步骤502，PMA 160M与融合使能的最终用户设备110的相关学习代理170M共同协作以基于当前上下文和存储在知识数据库182M中的先前服务建立知识来选择最优的网络状况以建立服务会话。关于当前上下文，PMA 160M检查当前网络状况，诸如是否载波在范围之外或不可用，功率电平，可用带宽，融合使能的最终用户设备能力，其他网络状况。关于先前已建立的会话，PMA 160M使用学习代理170M来确定先前会话期间哪些质量/性能等级与特定路径，节点，链路和其他网络单元相关。根据与先前会话相关的时间信息(例如，天和时间)，PMA 160M会基于这种过往性能或历史，选择到网络100的最优服务连接。学习代理170M确定哪些路径(即，路由)会在特定时间提供高质量服务，并且PMA160M会基于最终用户的最小成本因素选择最优路径，以及管理网络。
例如，用户可能希望在历史高峰拥塞时间(例如，国家假日的下午8点)使用融合使能的最终用户设备110进行长途电话呼叫。学习代理170M和PMA160M会基于这种过往性能/历史来选择到网络100的最优的服务连接(例如，如果可用的话，采用有线接入)。
在步骤504处，基于在步骤502融合使能的最终用户设备110做出的决定，在融合使能的最终用户设备110与有线接入网104或与基站140之间建立被选择的最佳服务连接。如图5所示，步骤504处的短虚线和长虚(椭圆)线表示到有线接入网络104或到基站1401的连接。如果质量水平是令人满意的(例如等于或超过特定质量相关阀值)，那么，例如，将基于成本效率建立与基站140或与有线接入网络(如果可用的话)的服务连接。相应地，由于方法200中用户选择了服务和接入介质的类型，而方法500中融合使能的最终用户设备110基于先前历史的最优状况而选择合适的服务接入介质，因此图2中的步骤201-202不同于图5中的步骤501-504。
在步骤506处，用户设备110向多个节点(例如，基站140，有线接入网络104，数据中心120，和NOC 130)发送请求来执行性能/服务质量测量。对于沿着被选择的通信路径具有至少一个PMA 160的所有网络单元做出该请求。
在步骤508处，数据中心120和/或NOC 130发起对当前用户会话的服务质量检查。特别地，从学习知识数据库182中识别出先前服务质量/性能等级。即，数据中心120和/或NOC 130确定在该用户先前发生的会话期间，网络状况就性能度量而言是什么度量。进一步地，在步骤510处，数据中心120和/或NOC130执行会话接入介质上的测量并更新他们各自当前的网络上下文数据库。
在步骤512处，若要发起当前会话，示例性数据中心120和NOC 130使用以往以及当前测量的信息来提供最佳质量服务建议。如参考图4所述的那样，学习代理170评估学习知识和当前网络度量，将他们与其各自的性能模型/阀值相比较，并且基于测量的质量/性能度量以及成本因素来选择最优服务建议。当确定了建议的时候，数据中心120横跨当前使用的接入介质(即，融合使能的最终用户设备110和数据中心120之间的路径)向融合使能的最终用户设备110发送服务建议。
在步骤514处，融合使能的最终用户设备110基于接收到的建议，更新服务/应用上下文简档。相应地，用户被告知这些建议被用来改善当前正在进行的会话的服务质量。一旦这些建议被接收用于改善服务质量，这些建议被创立用于运行会话。在步骤516处，用户继续使用当前建立的服务(即，会话)，直至用户决定终止当前会话。
在步骤518处，数据中心120和NOC 130根据当前服务性能度量来更新原始数据数据库180，并且在步骤520处，融合使能的最终用户设备110，数据中心120，以及NOC 130更新他们各自的知识数据库182。因此，从用户当前会话中测量的度量在每一个网络单元上被学习代理170合成用于更新学习知识数据库182。例如，如果会话期间服务质量是令人满意的，那么学习代理170更新他们的学习数据库182来存储信息，该信息例如是会话时间，用户，会话接入介质(即，路径)，以及其他同用户会话相关的会话参数。
此外，数据中心120和NOC 130还根据与用户不相关的网络状况来更新他们的知识数据库，但这是与用户会话同时进行的。例如，失败或调度的维护已在网络中的其他节点或链路上发生，这可能在特定天或时间的未来会话期间潜在地影响用户。
因此，提供图5的方法500来基于先前和当前网络状况建立服务。即，选择多个网络单元用于融合使能的最终用户设备110发起的特定服务的用户会话。此外，数据中心120提供当前会话度量的实时监测(即，实时测量)，并且随后在当前会话期间做出建议来执行切换以改善该会话的服务质量。该建议基于先前测量的和当前测量的网络状况。
图6描述了适用于图1的示例性网络100的用于监测网络状况的第四方法600的流程图。除了这里指出的不同之外，图6与图5相同。特别地，如以上参照图5中的方法500讨论的那样，图6开始于步骤501并持续进行到步骤514。然后，方法600进入到步骤616。
在步骤616处，数据中心120和/或NOC 130发现服务降级。数据中心120从多个网络单元处接收更新后的信息，该信息例如是性能度量，告警，其他网络信息，如上描述的那样。即，数据中心120上的学习代理170确定当前会话的横跨网络100的一个或多个网络参数(例如，BER，S/N比率，以及其他参数)低于某些可接受的阀值。一旦监测到降低到某一阀值以下的服务中的降级，数据中心120和/或NOC 130将尝试为用户改善服务质量。在步骤618处，数据中心120的学习代理170和/或NOC 130寻找可能的解决方案来改善服务质量以便建立用户当前会话。
在一个实施例中，例如，当当前路径现在拥塞时，经过核心网络102的替代路径可以被确定为最优解决方案。替代地，在另一个实施例中，网络节点失败，减弱的网络链路，高成本路由，过载服务器，到较佳接入介质较近的最终用户可以为最终用户发起对最优服务的搜索。
在步骤620处，数据中心120向融合使能的最终用户设备110发送至少一条消息来警告用户关于当前会话期间网络100中的降级。如上所述，该告警可在融合使能的最终用户设备110上产生可视或音频指示符。进一步地，用于改善会话期间的服务质量的替代(建议的)最优解决方案还可以被发送到融合使能的最终用户设备110。
在步骤622处，融合使能的最终用户设备和数据中心120同步到提出的解决方案来克服会话降级。特别地，融合使能的最终用户设备和数据中心必须对解决方案达成一致。如果融合使能的最终用户设备110不同意提出的解决方案，那么消息被发送回拒绝所提出的解决方案的数据中心。在一个实施例中，融合使能的最终用户设备发送拒绝消息，数据中心然后发送替代的最优解决方案。在另一个实施例中，融合使能的最终用户设备110发送新的所提出的解决方案，该解决方案可以被数据中心120接受或拒绝。在两个实施例的任一个中，融合使能的最终用户设备 110和数据中心120必须对提出的解决方案达成一致来克服网络100中检测到的服务缺陷。
在步骤624处，发起并建立到达成一致的所提出的解决方案的切换。所提出的解决方案的发起和建立发生在涉及先前路径(接入介质)和新路径的网络单元上。一旦建立了新的路径，在步骤626处，数据中心120获取在新的接入介质上对会话的测量。在一个实施例中，在当前会话的后台进程中进行测量。步骤628处，沿着替代路径的当前会话持续进行直到用户终止会话。在步骤630处，如参照图4和5描述的那样，诸如融合使能的最终用户设备110，数据中心120，NOC 130的网络单元更新他们各自的知识数据库182。
需要指出的是，在会话过程期间，PMA 160和学习代理170通过进行会话活动的后台测量，来周期性监测网络状况，并且该后台测量对于最终用户是透明的。相应地，图4-6描述的本发明实施例使得融合使能的最终用户设备基于先前会话和网络历史，以及由实时测量所确定的当前会话和网络状况来确定最优路径以发起会话。此外，网络单元能够基于预定义的阀值和性能模式，检测和响应特定服务降级，以改善当前会话期间的服务质量。
从最终用户的角度来看，最终用户总是会接受最优的可用服务质量，从而减少诸如掉话，接收信息延迟，弱信号强度，信息丢失，高成本使用服务等等类似的令人讨厌的服务问题。从服务提供商的角度来说，服务提供商能够管理网络以及基于其需求向其订户提供带宽，而无需专门分配在特定时间内不会使用的、需要附加支出的额外带宽。
从长远来看，最终用户，网络节点，网络链路，服务器特性的表现开始变得可以预测。因此，基于学习的性能监测代理对于服务提供商部署来说会是成本效率最高的。
尽管在本文中已经详细示出和描述了结合了本发明的教导的各个实施例，但是本领域技术人员可以容易地设想也结合了这些教导的许多其它变化的实施例。

Claims (10)

1.一种改善在用户服务会话期间针对融合使能的最终用户设备的服务质量的方法，包括：
经由多个网络单元中的第一组网络单元在所述融合使能的最终用户设备和目标节点之间建立所述用户会话；
根据从所述第一组网络单元接收的实时性能度量，对与所述会话相关的性能值进行测量；以及
响应于指示所述会话的降级服务质量的所述测量性能值，调整与所述第一组网络单元中的至少一个网络单元相关的网络路由。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述改善服务质量包括：选择所述网络的质量被改善的部分来支持所述用户服务会话。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述测量性能值包括支持所述用户会话的网络部件的性能值。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述对性能值进行测量包括：在所述会话期间对所述多个网络部件的性能度量进行监测。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述建立所述用户会话包括：接收来自所述融合使能的最终用户设备的用户的、对特定接入网络的会话发起请求。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述测量性能值包括：确定误比特率(BER)、信噪比(S/N)、功率电平、路径拥塞、延迟、网络单元使用率、网络链路使用率、抖动、网络单元可靠性、服务可靠性、采用的路由路径及路由路径成本中的至少一个。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述测量性能值包括：给通过所述第一组网络单元的分组加时间戳。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述测量性能值的步骤包括：
根据所述性能度量来计算所述性能值；以及
确定是否至少一个所述测量性能值超过至少一个相关阀值。
9.一种方法，包括：
对与在融合使能的最终用户设备和目标节点之间的用户会话相关的性能值进行测量，所述会话由第一组网络单元支持；以及
响应于指示所述会话的降级服务质量的所述测量性能值，调整与所述第一多个网络单元中的至少一个网络单元相关的网络路由。
10.一种改善在用户服务会话期间针对融合使能的最终用户设备的服务质量的设备，包括：
用于经由组成网络的多个网络单元的第一组网络单元在所述融合使能的最终用户设备和目标节点之间建立所述用户会话的装置；
用于根据从所述第一组网络单元接收的实时性能度量来测量与所述会话相关的性能值的装置；以及
用于响应于指示所述会话的降级服务质量的所述测量性能值来指定所述第一组网络单元中的至少一个网络单元的装置。
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