終端動態修改流媒體業務分組數據協議服務質量的方法
2023-05-25 17:00:51
專利名稱：終端動態修改流媒體業務分組數據協議服務質量的方法
技術領域：
本發明涉及一種修改流媒體業務的方法，更具體地說，涉及一種用戶終端動態修改流媒體業務分組數據協議服務質量的方法。
背景技術：
流媒體業務是3G分組交換領域最典型的應用之一。移動流媒體可以提供視頻點播、視頻直播、音頻點播、音頻直播等業務，內容包括電視、錄像、娛樂信息、體育頻道、音樂欣賞、新聞、動畫等。毫無疑問，基於流媒體的業務將是未來3G網絡最吸引用戶的業務之一。
流媒體業務對服務質量有相對較高的要求，目前在基於R99/R4的WCDMA網絡中，對服務質量只有一個框架性的定義，對如何實現、如何保證服務質量並沒有明確的方案。
目前終端處理流媒體業務時的技術方案實際上是沒有任何服務質量要求的，具體表現為移動用戶在處理業務之前，先激活分組數據協議PDP，按照目前絕大部分終端的實現方式，終端在「激活PDP上下文請求」消息中攜帶的服務質量屬性通常為「0」(表示取籤約的服務質量)，即終端對服務質量沒有特殊要求。網絡側使用用戶籤約PDP的服務質量與網絡能力進行協商，用協商結果進行無人接入承接RAB指配，並向終端返回激活接受消息。這樣終端就與網絡成功建立了PDP，此後終端使用該PDP連接上流媒體服務提供商提供的門戶網站，在瀏覽過程中用戶看到自己感興趣的節目後在終端上點擊相應連結，終端與流媒體伺服器建立連接，播放相應節目。
在上述技術中，終端一開始就建立了PDP，並始終使用該PDP處理相關業務，這種技術方案有兩個明顯缺點首先，流媒體業務是一種實時業務，與普通的PS數據域業務(如WWW瀏覽、FTP、移動電子郵件、遊戲、軟體媒體伺服器MMS等)對服務質量的要求不同，流媒體業務通常承載在用戶數據報協議UDP上，對時延比較敏感，但允許存在一定的丟包。按照協議，流媒體業務應該承載在流量類別為「流」的RAB之上。但是終端在最初建立PDP時，並不會(也沒有必要)指定流量類別為「流」，按照協議，網絡側協商出來的服務質量的流量類別的級別只能為「交互式」或「背景」，因此在進行流媒體播放過程中，流媒體數據包實際上是承載在交互式或背景類型的RAB上，而非承載在「流」類型上。
其次，也是更重要的一點，流媒體節目源的速率是不固定的，其範圍可能從9.6kbps到384kbps，這樣如果用戶使用固定的PDP進行流媒體點播，就可能造成帶寬不足導致的業務質量惡化，或是帶寬過剩導致的空口資源浪費。如用戶設備與網絡建立了下行速率為64kbps的PDP，而點播的節目源速率為200kbps，顯然已建立的PDP是無法滿足要求的，業務播放時的質量會嚴重惡化，基本上無法正常進行節目欣賞。因此，為確保用戶能夠處理各種速率的業務，運營商需要按照最大速率為用戶籤約PDP，這樣又會引入新的問題。假設用戶籤約PDP的速率都是上行64kbps，下行384kbps，按照該技術方案，終端在建立PDP時並不指定服務質量，而是由網絡取籤約服務質量進行協商，在網絡資源沒有擁塞的情況下，協商結果通常就是用戶籤約的服務質量，即網絡將為用戶建立起上行64kbps，下行384kbps的PDP。而用戶在實際的流媒體點播過程中，有可能點播的節目源速率遠遠達不到384kbps，比如用戶點播了一個播放時長為2小時，速率僅80kbps的節目源，這樣在接下來的兩個小時中，用戶佔用了384kbps的網絡資源，而實際上使用到的僅為80kbps，這樣對緊張的空口資源造成了極大浪費，尤其是當多個用戶同時接入點播時，這種浪費將導致前面接入的用戶佔用了帶寬卻不使用，而後面的用戶由於網絡資源被耗盡無法接入網絡，處理業務。
由於上述實現方法在進行流媒體業務時存在種種弊端，為了解決這些問題，專門描述流媒體業務的協議3GPP TS 26.233中也提出了一種解決方案，即在進行流媒體節目點播之前，終端通過發起二次激活請求建立指定服務質量的PDP，從而使得建立的PDP適合進行流媒體傳輸。
雖然協議3GPP TS 26.233中提出的解決方案能夠專門針對流媒體業務建立指定服務質量的PDP，但是該方案也存在以下三個比較明顯的缺點第一，3GPP TS 26.233協議中描述終端發起二次激活請求建立指定服務質量的PDP，其中明確指出需要指定的服務質量參數為「流量類別」，即終端在二次激活請求中需要將流量類別設置為「流」，以便網絡為其建立「流」類型的PDP。但這也僅是解決了目前技術方案中的一個問題，對於更重要的問題，也就是有可能造成空口資源浪費的問題，協議中並沒有給出解決方案。
第二，由於終端體積、處理能力的限制，終端在進行流媒體業務時，通常不會同時進行其他分組交換數據業務(比如一邊做FTP下載，一邊進行流媒體播放)，終端同時使用兩個PDP進行兩種分組交換業務的需求並不強烈。因此終端雖然通過二次激活建立了一個適合流媒體業務傳輸的PDP，但是終端在第一次激活過程中建立的PDP仍然保留，而在該PDP上通常不會有業務傳輸，實際上仍然會造成資源的浪費。
第三，該技術方案要求終端、無線電網絡控制器RNC、服務GPRS支持節點SGSN和網關GPRS支持節點GGSN等設備均支持二次激活功能，對網絡和終端的要求都比較高，以上任意設備如不支持二次激活，該技術方案都無法實現。而從目前的情況來看，由於二次激活功能為相對次要的功能，應用場景也比較少，目前絕大部分3G終端都不支持二次激活功能，大部分廠家的網絡設備也不全部支持二次激活功能，這就使得在短期內難以運用該技術方案來解決上述流媒體業務中的缺陷。
發明內容
本發明要解決的技術問題在於，提供一種終端動態修改流媒體業務分組數據協議服務質量的方法，克服現有技術存在的以下缺陷1.用戶終端建立固定的PDP，流媒體數據包實際承載在交互式或背景類型的RAB上，因流媒體節目源的速率不固定，用戶在使用固定的PDP進行流媒體點播時，可能造成帶寬不足導致的業務質量惡化，或帶寬過剩導致的空口資源浪費；
2.終端通過二次激活建立一個適合流媒體業務傳輸的PDP時，因終端在第一次激活過程中建立的PDP仍然保留，造成的網絡資源浪費；3.目前絕大部分3G終端和大部分廠家的網絡設備都不支持二次激活功能，短期內難以運用二次激活方案解決上述流媒體業務中的缺陷。
本發明解決其技術問題所採用的技術方案是構造一種終端動態修改流媒體業務分組數據協議服務質量的方法，所述方法包括以下步驟S1、用戶終端激活PDP，並獲取要點播的節目源速率信息；其特徵在於，所述方法還包括步驟S2、用戶終端比較PDP下行速率和節目源速率，當PDP下行速率不等於節目源速率時，用戶終端向SGSN發起修改PDP請求，要求PDP最大下行速率等於節目源速率，下行保證速率等於節目源速率；網絡側根據預先設定的速率區間、及該節目源速率和PDP下行速率在該速率區間中所處的位置進行判斷，確定是否需要對PDP下行速率進行修改，需要時對PDP下行最大速率進行相應修改。
上述終端動態修改流媒體業務分組數據協議服務質量的方法，其特徵在於在步驟S2中，當PDP下行速率等於節目源速率時，不修改PDP下行速率。
上述終端動態修改流媒體業務分組數據協議服務質量的方法，其特徵在於在步驟S1中，可以通過訪問流媒體服務提供商的伺服器、從下載下來的HTML頁面、在用戶終端上直接鍵入、通過RTSP信令從描述消息中、或在通過MMS服務傳遞流媒體的情況下，通過MMS用戶代理從來自與MMS伺服器的MMS消息中獲得節目源速率信息。
上述終端動態修改流媒體業務分組數據協議服務質量的方法，其特徵在於步驟S2用戶終端向SGSN發起修改PDP的請求中，還包括指定流量類型為流。
上述終端動態修改流媒體業務分組數據協議服務質量的方法，其特徵在於，該方法還包括S3、用戶終端向媒體伺服器發送SETUP消息，建立連接，用戶終端向媒體伺服器發送放映消息通知媒體伺服器開始播放。
上述終端動態修改流媒體業務分組數據協議服務質量的方法，其特徵在於，該方法還包括在步驟S1和S2之間，用戶終端向媒體伺服器發送SETUP消息，建立連接；在步驟S2之後，用戶終端向媒體伺服器發送放映消息通知媒體伺服器開始播放。
上述終端動態修改流媒體業務分組數據協議服務質量的方法，其特徵在於，該方法還包括S4、當播放結束，或者用戶按「停止」鍵終止正在進行的播放以後，用戶終端向SGSN發送一條修改PDP上下文請求的消息，請求將PDP上下文的服務質量恢復為終端播放流媒體業務以前所建立的PDP的服務質量；S5、SGSN響應接受消息，消息中攜帶網絡側協商後的服務質量，將PDP恢復為終端播放流媒體業務以前所建立的PDP的服務質量。
本發明的有益效果如下1.用戶終端在進行流媒體播放之前，能夠根據本次播放的節目源速率動態調整PDP的速率，當本身服務質量下行速率低於需要的速率時，用戶終端能夠向流媒體伺服器請求更高的速率，避免因帶寬不足導致業務質量惡化；當用戶終端本身服務質量的下行速率高於需要的速率時，用戶終端能夠主動降低速率，避免空口帶寬的巨大浪費；2.用戶終端在進行流媒體播放時，數據包承載在「流」類型的RAB上，使用戶能夠獲得更好更適合於流媒體業務的服務質量。
3.由於PDP修改過程是用戶終端和網絡必須具備的基本功能之一，目前絕大部分3G終端和網絡都支持PDP修改功能，因此本發明能夠得到現有終端設備和網絡設備的支持，實施容易；可以取代二次激活方案，具有很好的可操作性。
下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中
圖1是本發明用戶設備根據流媒體節目源速率動態進行PDP的服務質量修改的流程圖。
具體實施例方式
本實施例以建立「交互式」類型，上行速率64kbps，下行速率384kbps的PDP為例進行說明。當然，實際運用中簽約的服務質量的流量類別的級別可以是「背景」或其它類型，上下行速率也可以是其他籤約速率。
圖1示出了本發明用戶設備根據流媒體節目源速率動態進行PDP的服務質量修改的流程圖，如圖1示，本發明方法步驟為1.用戶終端在進行分組交換業務前，先激活PDP，該PDP對服務質量沒有特殊要求，可以取用戶終端籤約的服務質量；根據終端實現要求，也可能請求特定的服務質量；2.隨後用戶終端訪問流媒體服務提供商提供的門戶網站，獲取流媒體節目源的連結；3.用戶在終端上選擇感興趣的節目源連結，此時終端向流媒體伺服器發送描述消息，消息中攜帶對要點播的流媒體節目源的描述；流媒體伺服器收到描述消息後，向用戶終端返回OK響應消息，該消息中攜帶用戶終端所點播節目源的詳細信息，包括節目源的音頻/視頻壓縮模式、音頻/視頻速率等等(圖中以用戶終端點播的節目源的音頻速率為13kbps，視頻速率為84kbps，總的速率為97kbps為例進行說明)，用戶終端從伺服器返回的響應消息中獲得此次點播需要的節目源速率信息；節目源速率可以是音頻速率(當節目源為音頻節目時)，也可以是音頻速率+視頻速率(當節目源為音頻+視頻節目時)。
(以上步驟2、3是用戶獲取節目源信息的一種方式，此外，用戶還可以從下載下來的HTML頁面上的連接獲得，可以通過直接鍵入URI獲得，也可以通過RTSP信令從DESCRIBE消息中獲得，在通過MMS服務傳遞流媒體的情況下，節目源信息還可以通過MMS用戶代理從來自與MMS伺服器的MMS消息中獲得)
4.用戶終端發送SETUP消息，與媒體伺服器建立連接；5.當PDP下行速率V1等於節目源速率V2時，不修改下行速率，用戶終端向SGSN發起修改PDP請求；當PDP下行速率V1不等於節目源速率V2時，用戶終端向SGSN發起修改PDP的請求，請求中的指定流量類型為流，最大下行速率等於節目源速率V2，下行保證速率等於節目源速率V2，由網絡側使用該節目源速率同已經建立的PDP的下行速率進行比較，判斷已建立的PDP是否適合於本次業務，並進行相應修改。
網絡側現有速率修改規則如下根據實際業務需要劃分一定的速率區間(本實施例劃分的速率區間僅是為說明速率修改規則的一個例子)；當用戶終端已經建立的連接是採用就近匹配原則建立的，則速率修改規則為若0＜V2≤32kbps，24kbps≤V1≤32kbps，保持空口無線承載下行速率不變，若0＜V2≤32kbps，0＜V1＜24kbps或V1＞32kbps，將空口無線承載下行速率修改為32kbps；若32kbps＜V2≤64kbps，48kbps≤V1≤64kbps，保持空口無線承載下行速率不變，若32kbps＜V2≤64kbps，0＜V1＜48kbps或V1＞64kbps，將空口無線承載下行速率修改為64kbps；若64kbps＜V2≤128kbps，96kbps≤V1≤128kbps，保持空口無線承載下行速率不變，若64kbps＜V2≤128kbps，0＜V1＜96kbps或V1＞128kbps，將空口無線承載下行速率修改為128kbps；若128kbps＜V2≤256kbps，192kbps≤V1≤256kbps，保持空口無線承載下行速率不變，若128kbps＜V2≤256kbps，0＜V1＜192kbps或V1＞256kbps，將空口無線承載下行速率修改為256kbps；若256kbps＜V2≤384kbps，320kbps≤V1≤384kbps，保持空口無線承載下行速率不變，若256kbps＜V2≤384kbps，V1＜320kbps，將空口無線承載下行速率修改為384kbps；當用戶終端已經建立的連接是採用向上匹配原則建立的，則速率修改規則為若0＜V2≤32kbps，0≤V1≤32kbps，保持空口無線承載下行速率不變，若0＜V2≤32kbps，V1＞32kbps，將空口無線承載下行速率修改為32kbps；若32kbps＜V2≤64kbps，32kbps≤V1≤64kbps，保持空口無線承載下行速率不變，若32kbps＜V2≤64kbps，0＜V1＜32kbps或V1＞64kbps，將空口無線承載下行速率修改為64kbps；若64kbps＜V2≤128kbps，64kbps≤V1≤128kbps，保持空口無線承載下行速率不變，若64kbps＜V2≤128kbps，0＜V1＜64kbps或V1＞128kbps，將空口無線承載下行速率修改為128kbps；若128kbps＜V2≤256kbps，128kbps≤V1≤256kbps，保持空口無線承載下行速率不變，若128kbps＜V2≤256kbps，0＜V1＜128kbps或V1＞256kbps，將空口無線承載下行速率修改為256kbps；
若256kbps＜V2≤384kbps，384kbps≤V1≤384kbps，保持空口無線承載下行速率不變，若256kbps＜V2≤384kbps，V1＜384kbps，將空口無線承載下行速率修改為384kbps。
在本例中，用戶終端一開始建立的PDP的下行速率為384kbps，而用戶終端所點播的節目源速率為97kbps(視頻速率為84kbps，音頻速率13kbps)，顯然，已經建立的PDP的下行速率遠遠大於實際需要的下行速率。此時，用戶終端可以發起一個PDP修改過程，請求將已經建立的PDP修改成適合本次傳輸的PDP，即用戶終端向SGSN發送一條修改PDP上下文請求消息，其中在服務質量屬性中明確指示流量類別為「流」(「流」類型的PDP最適合於進行流媒體業務)，下行最大速率/下行保證速率為97kbps，上行最大速率/上行保證速率為64kbps。網絡側根據用戶終端的修改請求，按照上述規則修改空口無線承載下行速率。本例中，空口無線承載下行速率被修改為128kbps，終端實際使用的下行最大速率/下行保證速率為97kbps。
在該步驟的修改請求中也可不指定流量類型為流，僅要求最大下行速率等於節目源速率97kbps，下行保證速率等於節目源速率97kbps，也可達到速率調整目的。
6.PDP修改成功後，用戶終端發送放映消息通知流媒體伺服器開始播放；7.當播放結束，或者用戶按「停止」鍵終止正在進行的播放以後，用戶終端向SGSN發送一條修改PDP上下文請求的消息，請求將PDP上下文的服務質量恢復為終端播放流媒體業務以前所建立的PDP的服務質量；8.SGSN響應接受消息，消息中攜帶網絡側協商後的服務質量，將PDP恢復為終端播放流媒體業務以前所建立的PDP的服務質量。
上述步驟5用戶發起PDP修改也可以放在步驟4之前進行。
使用上述技術方案，可帶來以下有益效果
首先，用戶終端在進行流媒體播放之前，能夠根據本次播放的節目源速率動態調整PDP的速率，當本身服務質量下行速率低於需要的速率時，用戶終端能夠請求向流媒體伺服器更高的速率，避免因帶寬不足導致業務質量惡化；當用戶終端本身服務質量的下行速率高於需要的速率時，用戶終端能夠主動降低速率，避免空口帶寬的巨大浪費；其次，用戶終端在進行流媒體播放時，數據包承載在「流」類型的RAB上，使得用戶能夠獲得更好更適合於流媒體業務的服務質量；最後，由於PDP修改過程是用戶終端和網絡必須具備的基本功能之一，目前絕大部分3G終端和網絡都支持PDP修改功能，因此本發明能夠得到硬體設備的支持，並不會給終端和網絡帶來過高的要求和負擔。其中網絡側只要支持PDP修改功能即可，不需要進行任何修改，而終端只需在進行流媒體播放時對速率進行簡單的比較並發起PDP修改即可，方案實現起來非常容易；可以取代二次激活方案，具有很好的可操作性。
權利要求
1.一種終端動態修改流媒體業務分組數據協議服務質量的方法，所述方法包括以下步驟S1、用戶終端激活PDP，並獲取要點播的節目源速率信息；其特徵在於，所述方法還包括步驟S2、用戶終端比較PDP下行速率和節目源速率，當PDP下行速率不等於節目源速率時，用戶終端向SGSN發起修改PDP請求，要求PDP最大下行速率等於節目源速率，下行保證速率等於節目源速率；網絡側根據預先設定的速率區間、及該節目源速率和PDP下行速率在該速率區間中所處的位置進行判斷，確定是否需要對PDP下行速率進行修改，需要時對PDP下行最大速率進行相應修改。
2.根據權利要求1所述的終端動態修改流媒體業務分組數據協議服務質量的方法，其特徵在於在步驟S2中，當PDP下行速率等於節目源速率時，不修改PDP下行速率。
3.根據權利要求2所述的終端動態修改流媒體業務分組數據協議服務質量的方法，其特徵在於在步驟S1中，可以通過訪問流媒體服務提供商的伺服器、從下載下來的HTML頁面、在用戶終端上直接鍵入、通過RTSP信令從描述消息中、或在通過MMS服務傳遞流媒體的情況下，通過MMS用戶代理從來自與MMS伺服器的MMS消息中獲得節目源速率信息。
4.根據權利要求1或2或3所述的終端動態修改流媒體業務分組數據協議服務質量的方法，其特徵在於步驟S2用戶終端向SGSN發起修改PDP的請求中，還包括指定流量類型為流。
5.根據權利要求4所述的終端動態修改流媒體業務分組數據協議服務質量的方法，其特徵在於，該方法還包括S3、用戶終端向媒體伺服器發送SETUP消息，建立連接，用戶終端向媒體伺服器發送放映消息通知媒體伺服器開始播放。
6.根據權利要求5所述的終端動態修改流媒體業務分組數據協議服務質量的方法，其特徵在於，該方法還包括在步驟S1和S2之間，用戶終端向媒體伺服器發送SETUP消息，建立連接；在步驟S2之後，用戶終端向媒體伺服器發送放映消息通知媒體伺服器開始播放。
7.根據權利要求5或6所述的終端動態修改流媒體業務分組數據協議服務質量的方法，其特徵在於，該方法還包括S4、當播放結束，或者用戶按「停止」鍵終止正在進行的播放以後，用戶終端向SGSN發送一條修改PDP上下文請求的消息，請求將PDP上下文的服務質量恢復為終端播放流媒體業務以前所建立的PDP的服務質量；S5、SGSN響應接受消息，消息中攜帶網絡側協商後的服務質量，將PDP恢復為終端播放流媒體業務以前所建立的PDP的服務質量。
全文摘要
本發明涉及一種終端動態修改流媒體業務分組數據協議服務質量的方法，用戶終端根據本次節目源速率信息，動態發起修改PDP下行速率和服務質量的過程，將已經建立的PDP修改成適合本次節目數據傳輸的PDP，克服了現有技術中存在的因PDP帶寬不足導致的業務質量惡化或PDP帶寬過剩造成空口帶寬的巨大浪費，數據包承載在「流」類型的RAB上，用戶能獲得更適合於流媒體業務的服務質量，同時本發明得到絕大部分3G終端和網絡設備的支持，實施容易，具有很好的可操作性。
文檔編號H04L29/02GK1829133SQ20051003341
公開日2006年9月6日 申請日期2005年3月2日 優先權日2005年3月2日
發明者熊瑜 申請人:華為技術有限公司