专利名称：媒体流服务质量检测方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，特别涉及媒体流服务质量检测技术。
背景技术：
随着通信技术的不断发展，互联网、移动通信网以及固定电话通信网的各种业务不断渗透和融合，出现了诸如网间互联协议(Internet Protocol，简称“IP”)电话、无线应用协议(Wireless Application Protocol，WAP)以及视频会议等新兴业务类型，然而由于互联网、移动通信网和固定电话通信网采用的是不同的网络架构，要使这三种网络的所有业务都完全融合，其处理过程并不能按照上述新兴业务的处理过程进行处理，而是需要一种全新的处理机制。下一代网络(Next Generation Network，简称“NGN”)作为一种新型网络，其能够将话音、数据、传真和视频等业务完全融合，使互联网、移动通信网以及固定电话通信网的各种业务在网络层上实现互连互通，因此目前NGN网络已经成为将上述三种网络融合的一种主要机制。
NGN的核心思想是将媒体与业务分离以及媒体与控制分离，即将媒体的传输与业务类型和业务的控制无关，业务的承载不需要考虑承载网络的形式和用户终端的类型，用户可以根据自己的需要配置和定义业务特征，满足用户的各项需求。NGN从功能上可以分为四层接入层、传输和媒介层、控制层以及应用层。
其中，接入层用于接入用户的各种业务，其向上应该能连接高速传输线，向下应该能支持多种业务接口；传输和媒介层用于提供具有服务质量保证、大带宽的统一综合平台；控制层则是NGN网络的控制核心，用于完成整个网络的控制、管理、连接、路由、计费、认证等功能，并具备开发接口的能力；业务层是开发、综合的业务接入平台，用于提供各类增值业务、多媒体业务和第三方业务等。
在NGN中，核心部分是控制层，其采用软交换技术，为NGN中具有实时性要求的业务提供呼叫控制和连接控制功能。由于软交换技术仅仅通过系统将主叫方和被叫方的因特网内传输层地址相互交换，而无需任何电路交换单元建立端到端的连接，因此只要给定了主叫方和被叫方的地址，就可以按照固定的形式进行处理，不必取决于具体业务的类型，因而可以实现业务传输和业务类型分离。
NGN中实现软交换功能的是软交换机，其主要由三个部分组成媒体网关(Media Gateway，简称“MG”)、媒体网关控制器(Media Gateway Controller，简称“MGC”)以及信令网关(Signal Gateway，简称“SG”)。
其中，MG用于进行媒体流变换以及实现不同网络间通路的连接，如公用电话交换网与因特网间通路的连接，或者是移动通信网与因特网间通路的连接等；MGC根据接收到的信令控制MG连接的建立和释放，是信令消息的起点和终点，可以通过多种协议控制整个网络。目前MGC与MG之间的通信协议通常是H.248/媒体网关控制(H.248/Media Gateway Control，简称“H.248/MeGaCo”)协议和媒体网关控制协议(Media Gateway ControlProtocol，简称“MGCP”)两种协议。熟悉本领域的技术人员可以知道，MGCP是基于用户数据报协议(User Datagram Protocol，简称“UDP”)传输的协议，H.248/MeGaCo是基于传输控制协议(Transport Control Protocol，简称“TCP”)和UDP传输的协议。H.248的消息编码是基于文本和二进制，MGCP的消息编码则基于文本。
SG用于对不同的信令进行转换。
图1是NGN中MG和MGC的组网结构示意图，如图所示。该结构主要由用户10、用户20、媒体网关(MG)30、媒体网关(MG)40和媒体网关控制器(MGC)50构成。
熟悉本领域的技术人员应该知道，H.248/MeGaCo协议中定义了两种连接模型终端和上下文。终端可以是具有半永久存在性的物理终端或者临时申请用后释放的临时终端。上下文是一些终端之间的联系，其用于描述终端之间的拓扑关系以及媒体混合或交换的参数，使协议具有更好的灵活性和可扩展性。一般来讲一个终端只能属于一个上下文，一个上下文可以包含多个终端。所述物理终端可以是时分多路(Time Division Multiplex，简称“TDM”)信道或者模拟线；所述临时终端可以是用于承载语音、数据、视频信号或者各种混合信号的实时传输协议(Real-time Transport Protocol，简称“RTP”)流。在具体使用过程中，可以用属性、事件、信号、统计等参数来表示终端特性，为了屏蔽终端多样性的问题，可以将终端的各种特性参数组合成一个包。
MG30和MG40分别用于连接用户10和用户20，并对用户10与用户20之间的媒体流类型进行转换。
MGC50用于控制MG30和MG40连接的建立和释放，完成呼叫控制、业务提供、业务交换、资源管理、计费、认证与授权、地址解析、语音处理控制、各种临时终端的控制和管理等功能。
在具体实现过程中，MGC50对MG30、MG40的控制和管理采用H.248/MeGaCo协议，MG30和MG40间传输RTP媒体流。熟悉本领域的技术人员应该知道，所述RTP媒体流可以采用不同的编解码方式，如G.711、G.723、G.729、T.38等。
由于在NGN中是使用因特网作为各个业务的承载媒介，当因特网的时延较长、丢包率较高，则会严重影响媒体流的服务质量(Quality of Service，简称“QoS”)，例如语音通信时的话音质量，传真的接通率或者视频清晰度等。因此在传送过程中需要了解MG之间传送的媒体流服务质量状况，以便能够对网络的整体服务质量进行评估，或者动态调整呼叫控制的策略。
现有技术中通常使用H.248协议中Network包和RTP包的统计参数来反映服务质量的情况。熟悉本领域的技术人员应该知道，上述统计参数包括收发字节数、收发包数、丢包数、网络延时等。
现有技术获得当前媒体流服务质量的具体过程如下，MGC首先接收来自MG的呼叫请求，为当前媒体流建立连接，同时该媒体流所在的MG对Network包和RTP包的各个参数进行统计。若媒体流的呼叫结束，MGC即下发拆除呼叫请求命令，该媒体流所在的MG收到拆除呼叫请求命令后终止统计各个参数，同时将已经统计完毕的参数返回给MGC。MGC接收返回参数，并根据参数的值对媒体流的传送做出调整。例如当返回的参数表示带宽不足时，可以采用需求带宽要求较小的编解码方式。
在实际应用中，上述方案存在以下问题由于现有技术的技术方案仅在媒体流呼叫结束时才返回反映该媒体流服务质量的统计参数，实时性较差，并不能对当前正在传送的媒体流服务质量进行调整。
造成这种情况的主要原因在于，仅在媒体流呼叫结束时，才返回表示该媒体流服务质量的统计参数。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种媒体流服务质量检测方法，使得在媒体流在传送的过程中，MGC能实时获得当前媒体流的服务质量，从而对媒体流的传送进行实时调整。
为实现上述目的，本发明提供了一种媒体流服务质量检测方法，包含以下步骤A媒体网关在代表媒体流的临时终端被加入上下文后，周期性地获取该媒体流各个服务质量信息，并记录在代表该媒体流的临时终端上；B媒体网关控制器根据需要设置检测时长与检测周期，并在所述检测时长期间内，在每个检测周期向所述媒体网关中代表该媒体流的临时终端下发检测当前值请求消息，所述检测当前值请求消息中含有统计参数；C所述媒体网关响应周期性地来自所述媒体网关控制器的检测当前值请求消息，根据所述统计参数在代表该媒体流的临时终端上选择需要上报的服务质量信息，并连同计算得到的激活时长，一起上报给所述媒体网关控制器。
其中，所述统计参数包含媒体网关通过实时传输控制协议周期性地获得的所述媒体流的发送字节数、接收字节数、发送包数、接收包数、丢失包数、当前丢包率、当前抖动、当前时延中的一种或它们的任意组合；以及所述媒体网关通过比较计算获得的丢包率、抖动、时延的平均值、最大值和最小值中的一种或它们的任意组合；并且所述步骤B中设置的所述检测周期大于或等于实时传输控制协议采样周期。
所述激活时长为当前报告时刻与所述媒体流激活时刻的差。
所述步骤C中，所述媒体网关在每一次响应所述检测当前值请求消息之后清除丢包率、抖动、时延的平均值，并在下一此响应所述检测当前值请求消息之前，重新比较计算丢包率、抖动、时延的平均值、最大值和最小值，并作为所述服务质量信息的一部分，记录在代表该媒体流的临时终端上。
在所述步骤B中，在所述检测时长刚刚开始时，所述媒体网关控制器立即启动首次检测，向所述媒体网关中代表该媒体流的临时终端下发首次检测当前值请求消息，并且所述临时终端响应所述首次检测当前值请求消息，根据所述请求中的统计参数，在其上选择需要上报的服务质量信息，并连同计算得到的激活时长，一起上报给所述媒体网关控制器。
在所述步骤B中，在所述检测时长结束时，或所述媒体网关中代表该媒体流的临时终端在所述检测时长结束之前被删减或移动出去时，所述媒体网关控制器立即启动最后检测，向所述媒体网关中代表该媒体流的临时终端下发最后检测当前值请求消息，并且所述临时终端响应所述最后检测当前值请求消息，根据所述请求中的统计参数，在其上选择需要上报的服务质量信息，并连同计算得到的激活时长，一起上报给所述媒体网关控制器。
所述步骤B中，所述检测时长和检测周期是正整数，并且所述检测时长大于所述检测周期。
通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的区别在于，在媒体流传输过程中，MGC以固定周期向MG发送检测当前值请求消息，获取媒体流的当前服务质量，而不是仅在MGC拆除媒体流后才获得服务质量，因此实时性较好。
这种技术方案上的区别，带来了较为明显的有益效果，即通过MGC以固定周期向MG发送检测当前值请求消息，能够获取媒体流的当前服务质量，从而对媒体流传送进行实时调整。另外本发明还通过扩展H.248协议，使用户可以根据需要定义当前媒体流的服务质量参数。
图1是NGN中MG和MGC的组网结构示意图；图2是根据本发明一个实施例的对媒体流服务质量进行周期检测的MG侧处理流程图；图3是根据本发明一个实施例的对媒体流服务质量进行周期检测的MGC侧处理流程图。
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
根据本发明的原理，为了能够实时获得反映当前媒体流服务质量的统计参数，从而对当前媒体流的传送进行控制，可以在MGC中设置固定的检测周期和检测时长。在使用过程中通过MGC不断向MG上代表当前媒体流的临时终端下发检测值请求命令，触发MG不断向MGC返回该媒体流服务质量的统计参数，从而实现实时控制。
图2是根据本发明一个实时例的对媒体流服务质量进行周期检测的MG侧处理流程图，如图所示。首先进入步骤210，在MG上加载临时终端，熟悉本领域的技术人员应该知道，使用H.248的添加命令就可以将临时终端添加进上下文。在添加的时候可以将当前的时间作为该媒体流的激活时刻。
然后进入步骤220，MG启动收集服务质量信息的机制，获得当前媒体流的服务质量统计参数，并将其记录在该媒体流所对应的临时终端上。熟悉本领域的技术人员应该知道，可以以固定的周期通过实时传输控制协议(Real-time Transport Control Protocol，简称“RTCP”)获得当前媒体流的服务质量统计参数。熟悉本领域的技术人员应该知道，所述服务质量统计参数为发送字节数、接收字节数、发送包数、接收包数、丢失包数、当前丢包率、当前抖动、当前时延的一种或若干种的组合，通过MG内部的计算可以获得丢包率、抖动和时延的平均值。
接着进入步骤230，MG接收MGC周期性地发送过来的检测当前值请求消息，并对其做出响应，具体的说，即根据上述请求消息中的统计参数，在该媒体流所对应的临时终端上选择需要上报的服务质量信息，并连同计算得到的激活时长，一起上报给MGC。由于MGC是以固定的周期发送检测当前值请求消息，网络状况的不同，对各个周期的检测值消息延迟也可能不同，因此MG对检测值消息的响应不是以固定的周期返回的，所以上述响应除了要包含反映当前媒体流服务质量的统计参数外还应该包含激活时长。熟悉本领域的技术人员应该知道，所述激活时长是当前的媒体流所在的MG接收检测值消息时的报告时刻与上述媒体流激活时刻的差值，也即当前媒体流的激活时长。
然后进入步骤240，MG清除仅对上一次检测周期有效的服务质量信息，开始对新的检测周期进行服务质量统计。由于MG对接收到的每一个检测当前值请求消息都要做出响应，并且要保证当前的响应是针对当前的检测周期，因此在上一次检测周期的服务质量参数返回结束后，要清除仅对上一次检测周期有效的统计参数值，并同时开始收集新的检测周期内服务质量的统计参数值，将其记录在该媒体流对应的临时终端上。
上面描述了本发明中，在对媒体流服务质量进行周期检测时，MG侧的处理流程，下面将详细介绍MGC侧的处理过程。图3即为根据本发明一个实施例的对媒体流服务质量进行周期检测的MGC侧处理流程图，如图所示。
在MG启动收集媒体流服务质量信息的机制以后，MGC首先进入步骤310，根据需要设置检测时长和检测周期。熟悉本领域的技术人员应该知道，所述检测时长和检测周期都应该为正整数，并且检测时长应该大于检测周期，检测周期应该大于或等于RTCP的采样周期。如果所述RTCP采样周期与检测周期接近或相等，那么周期检测的内容即为最近RTCP信息采样的内容。
然后进入步骤320，MGC向MG发送检测当前值请求消息，查询当前媒体流的服务质量。熟悉本领域的技术人员应该知道，所述检测当前值请求消息应该附带统计描述符，用于表示所需返回的服务质量统计参数。在本发明中，统计参数包含MG通过RTCP周期性地获得的媒体流的发送字节数、接收字节数、发送包数、接收包数、丢失包数、当前丢包率、当前抖动、当前时延中的一种或它们的任意组合；以及MGC通过比较计算获得的丢包率、抖动、时延的平均值、最大值和最小值中的一种或它们的任意组合。
接着进入步骤330，MGC接收MG返回的媒体流服务质量信息。熟悉本领域的技术人员可以知道，可以通过MGC获得的当前检测周期返回参数与前一次检测周期返回的相应参数进行比较和计算，从而获得当前检测周期的情况。
下面进入步骤340，MGC根据获得的媒体流服务质量信息对媒体流的传送进行控制。如果网络带宽不够，则可以对媒体流采用带宽要求低的编码。另外，也可以根据返回服务质量参数在不同激活时长时的信息，描绘出反映服务质量态势的各种曲线图。
接着进入步骤350，MGC判断当前是否已经超过检测时长或者当前媒体流是否结束，如果已经超过检测时长或者在检测时长内代表该媒体流的临时终端已经从上下文中被删减或移除，则结束检测过程；如果激活时长还未超过检测时长并且当前媒体流仍未结束，则进入步骤330，开始下一次检测过程。
在实际使用过程中，系统可能需要知道检测开始时间之前的服务质量状况，因此在检测开始时，可以立即启动首次检测过程。在超过检测时长或者在检测时长内代表该媒体流的临时终端从上下文中被删减或移除时，可以通过启动最后一次检测过程，获得还未完成的检测周期内MG上表示当前媒体流服务质量的统计参数。上述所述的初始首次检测和最后检测均是采用非固定时长来触发，需要添加新的操作命令方可触发，处理过程比较复杂。如最后一次检测过程可以通过检测时长结束命令或者是媒体流拆除命令来触发。具体的说，在检测时长刚刚开始时，媒体网关控制器立即启动首次检测，向媒体网关中代表该媒体流的临时终端下发首次检测当前值请求，并且临时终端响应首次检测当前值请求，根据请求中的统计参数，在其上选择需要上报的服务质量信息，并连同计算得到的激活时长，一起上报给媒体网关控制器。另一方面，在检测时长结束时，或代表该媒体流的临时终端在检测时长结束之前被从上下文中删减或移动出去时，媒体网关控制器立即启动最后检测，向媒体网关中代表该媒体流的临时终端下发最后检测当前值请求，并且临时终端响应最后检测当前值请求，根据请求中的统计参数，在其上选择需要上报的服务质量信息，并连同计算得到的激活时长，一起上报给媒体网关控制器。
由于不同的媒体流可能需要不同的服务质量，原有的H.248协议中，返回的服务质量统计参数包括包发送数、包接收数、丢包率、抖动、延迟。为了更好地对媒体流进行监控，可以对H.248协议进行扩充，下面将具体描述H.248协议的基本扩充参数。主要包括最大丢包率(Maximum Packets LossRate，简称“maxplr”)、最小丢包率(Minimum Packets Loss Rate，简称“minplr”)、最大抖动(Maximum jitter，简称“maxj”)、最小抖动(Minimumjitter，简称“minj”)、最大延迟(Maximum delay，简称“maxd”)、最小延迟(Minimum delay，简称“mind”)。
其中，最大丢包率是用于定义媒体流当前检测周期内最大丢包率的参数，其参数标识为maxplr或者0×0009，类型为双精度整数，可能取值为32位整数或者32位小数。
最小丢包率是用于定义媒体流当前检测周期内最小丢包率的参数，其参数标识为minplr或者0×0010，类型为双精度整数，可能取值为32位整数或者32位小数。
最大抖动是用于定义媒体流当前检测周期内最大抖动的参数，其参数标识为maxj或者0×0011，类型为整数，可能取值为32位的非负整数。
最小抖动是用于定义媒体流当前检测周期内最小抖动的参数，其参数标识为minj或者0×0012，类型为整数，可能取值为32位的非负整数。
最大延迟是用于定义媒体流当前检测周期的最大延迟的参数，其参数标识为maxd或者0×0013，类型为整数，可能取值为32位的非负整数。
最小延迟是用于定义媒体流当前检测周期的最小延迟的参数，其参数标识为mind或者0×0014，类型为整数，可能取值为32位的非负整数。
虽然通过参照本发明的某些优选实施例，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种媒体流服务质量检测方法，其特征在于，包含以下步骤A媒体网关在代表媒体流的临时终端被加入上下文后，获取该媒体流各个服务质量信息，并记录在代表该媒体流的临时终端上；B媒体网关控制器根据需要设置检测时长与检测周期，并在所述检测时长期间内，在每个检测周期向所述媒体网关中代表该媒体流的临时终端下发检测当前值请求消息，所述检测当前值请求消息中含有统计参数；C所述媒体网关响应周期性地来自所述媒体网关控制器的检测当前值请求消息，根据所述统计参数在代表该媒体流的临时终端上选择需要上报的服务质量信息，并连同计算得到的激活时长，一起上报给所述媒体网关控制器。
2.根据权利要求1所述的媒体流服务质量检测方法，其特征在于，所述统计参数包含媒体网关通过实时传输控制协议周期性地获得的所述媒体流的发送字节数、接收字节数、发送包数、接收包数、丢失包数、当前丢包率、当前抖动、当前时延中的一种或它们的任意组合；以及所述媒体网关通过比较计算获得的丢包率、抖动、时延的平均值、最大值和最小值中的一种或它们的任意组合；并且所述步骤B中设置的所述检测周期大于或等于实时传输控制协议采样周期。
3.根据权利要求1所述的媒体流服务质量检测方法，其特征在于，所述激活时长为当前报告时刻与所述媒体流激活时刻的差。
4.根据权利要求2所述的媒体流服务质量检测方法，其特征在于，所述步骤C中，所述媒体网关在每一次响应所述检测当前值请求消息之后清除丢包率、抖动、时延的平均值，并在下一此响应所述检测当前值请求消息之前，重新比较计算丢包率、抖动、时延的平均值、最大值和最小值，并作为所述服务质量信息的一部分，记录在代表该媒体流的临时终端上。
5.根据权利要求1所述的媒体流服务质量检测方法，其特征在于，在所述步骤B还包含以下步骤在所述检测时长刚刚开始时，所述媒体网关控制器立即启动首次检测，向所述媒体网关中代表该媒体流的临时终端下发首次检测当前值请求消息；并且所述临时终端响应所述首次检测当前值请求消息，根据所述请求中的统计参数，在其上选择需要上报的服务质量信息，并连同计算得到的激活时长，一起上报给所述媒体网关控制器。
6.根据权利要求1所述的媒体流服务质量检测方法，其特征在于，在所述步骤B中，还包含以下步骤在所述检测时长结束时，或所述媒体网关中代表该媒体流的临时终端在所述检测时长结束之前被从上下文中删减或移动出去时，所述媒体网关控制器立即启动最后检测，向所述媒体网关中代表该媒体流的临时终端下发最后检测当前值请求消息，并且所述临时终端响应所述最后检测当前值请求消息，根据所述请求中的统计参数，在其上选择需要上报的服务质量信息，并连同计算得到的激活时长，一起上报给所述媒体网关控制器。
7.根据权利要求1所述的媒体流服务质量检测方法，其特征在于，所述步骤B中，所述检测时长和检测周期是正整数，并且所述检测时长大于所述检测周期。
全文摘要
本发明涉及通信领域，公开了一种媒体流服务质量检测方法，使得在媒体流在传送的过程中，MGC能实时获得当前媒体流的服务质量，从而对媒体流的传送进行实时调整。这种媒体流服务质量检测方法在媒体流传输过程中，MGC以预先设置的固定周期向MG发送检测当前值请求消息，获取媒体流的当前服务质量，而不是仅在MGC拆除媒体流后才获得服务质量，因此实时性较好。
文档编号H04L12/26GK1716945SQ20041006297
公开日2006年1月4日 申请日期2004年6月30日 优先权日2004年6月30日
发明者林扬波 申请人:华为技术有限公司