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目前,随着网络异构化、业务多媒体化的发展趋势不断加剧,对网络多媒体业务提供高效的端到端服务质量(Quality of Service,QoS)保证更加重要。网络多媒体业务一般具有较高的QoS需求,域间QoS映射一直是实现其在泛在异构环境中不同QoS域之间的自动翻译的有效方法。然而,典型的QoS映射方法存在很多挑战:首先,由于各QoS域缺乏对QoS需求一致的理解,不同区分粒度之间的映射误差累积导致QoS需求理解出现偏差;其次,由于异构环境复杂,缺乏统一、有效的映射框架和数学模型对映射方法展开有效的理论分析;最后,典型QoS类映射方法缺乏对用户体验质量(Quality of Experience,QoE)的考虑,导致映射效率不高。因此,为了在泛在异构环境中实现网络多媒体业务的端到端QoS保证,需要考虑采用新理论和新技术实现灵活、高效的跨域QoS类映射。本文针对泛在异构环境网络多媒体业务端到端QoS保证面临的问题,以跨域QoS映射为研究课题,在不明显降低用户QoE的前提下,以提高跨域QoS映射性能,最大化网络资源利用率为目的,深入研究了多媒体业务端到端QoS保证中的若干关键技术。 本研究主要内容包括:⑴针对异构网络中多媒体业务跨域QoS保证面临的挑战,提出聚集流的概念,结合典型异构场景,构建抽象的虚拟流处理平面,设计统一的跨QoS域映射框架,降低映射过程分析的复杂程度。基于所构建的框架,利用网络微积分理论,提出适合分析QoS类映射性能的数学模型,为设计灵活高效的跨QoS域映射方法提供统一的理论框架。⑵针对典型QoS类映射方法缺乏弹性,映射效率不高的问题,结合当前异构网络端到端QoS类映射方法,分析了多媒体业务用户QoE特点,基于建立的统一的数学分析模型,从用户QoE角度出发提出了具有弹性的QoS类映射策略,进行了理论分析,并通过仿真验证该方法的有效性。⑶针对目前QoS类区分粒度不一致的问题,对典型网络多媒体业务QoS特征展开了大范围实际网络流测试,结合对典型QoS特征分析,新发现了适合区分网络多媒体业务的QoS特征,提出用上/下行带宽需求作为网络多媒体业务区分的特征,通过比较研究现有的QoS分类,定义了新的QoS类。新QoS类使用的特征更少,对网络多媒体业务的区分粒度更合理。⑷针对典型业务流识别算法不适合QoS类区分的不足,从QoS特征出发分析了网络业务QoS类识别的特点,利用网络多媒体业务典型QoS特征的稀疏性,结合稀疏表示最新成果,基于模版改进K-SVD(K-Singular Value Decomposition)进行字典学习,完成业务的稀疏表示,实现准确高效的QoS类识别。⑸针对当前跨域QoS保证方案存在的不足,提出一种异构网络多媒体业务流识别和映射方案,该方案有以下特点:考虑了未明确标注QoS类别的多媒体业务的映射问题;通过感知网络环境,灵活调整QoS类映射,提高网络端到端系统效能,提供有效的异构网络端到端QoS保证;基于现行网络设备获取QoS属性,进行业务区分,使方案具有较好的通用性和可实现性;将在线与离线识别相结合,兼顾网络实时性和准确性要求。通过仿真验证该方案的有效性。