CN100391142C - 终端动态修改流媒体业务分组数据协议服务质量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种终端动态修改流媒体业务分组数据协议服务质量的方法，用户终端根据本次节目源速率信息，动态发起修改PDP下行速率和服务质量的过程，将已经建立的PDP修改成适合本次节目数据传输的PDP，克服了现有技术中存在的因PDP带宽不足导致的业务质量恶化或PDP带宽过剩造成空口带宽的巨大浪费，数据包承载在“流”类型的RAB上，用户能获得更适合于流媒体业务的服务质量，同时本发明得到绝大部分3G终端和网络设备的支持，实施容易，具有很好的可操作性。

Description

终端动态修改流媒体业务分组数据协议服务质量的方法

技术领域

本发明涉及一种修改流媒体业务的方法，更具体地说，涉及一种用户终端动态修改流媒体业务分组数据协议服务质量的方法。

背景技术

流媒体业务是3G分组交换领域最典型的应用之一。移动流媒体可以提供视频点播、视频直播、音频点播、音频直播等业务，内容包括电视、录像、娱乐信息、体育频道、音乐欣赏、新闻、动画等。毫无疑问，基于流媒体的业务将是未来3G网络最吸引用户的业务之一。

流媒体业务对服务质量有相对较高的要求，目前在基于R99/R4的WCDMA网络中，对服务质量只有一个框架性的定义，对如何实现、如何保证服务质量并没有明确的方案。

目前终端处理流媒体业务时的技术方案实际上是没有任何服务质量要求的，具体表现为：移动用户在处理业务之前，先激活分组数据协议PDP，按照目前绝大部分终端的实现方式，终端在“激活PDP上下文请求”消息中携带的服务质量属性通常为“0”(表示取签约的服务质量)，即终端对服务质量没有特殊要求。网络侧使用用户签约PDP的服务质量与网络能力进行协商，用协商结果进行无人接入承接RAB指配，并向终端返回激活接受消息。这样终端就与网络成功建立了PDP，此后终端使用该PDP连接上流媒体服务提供商提供的门户网站，在浏览过程中用户看到自己感兴趣的节目后在终端上点击相应链接，终端与流媒体服务器建立连接，播放相应节目。

在上述技术中，终端一开始就建立了PDP，并始终使用该PDP处理相关业务，这种技术方案有两个明显缺点：

首先，流媒体业务是一种实时业务，与普通的PS数据域业务(如WWW浏览、FTP、移动电子邮件、游戏、软件媒体服务器MMS等)对服务质量的要求不同，流媒体业务通常承载在用户数据报协议UDP上，对时延比较敏感，但允许存在一定的丢包。按照协议，流媒体业务应该承载在流量类别为“流”的RAB之上。但是终端在最初建立PDP时，并不会(也没有必要)指定流量类别为“流”，按照协议，网络侧协商出来的服务质量的流量类别的级别只能为“交互式”或“背景”，因此在进行流媒体播放过程中，流媒体数据包实际上是承载在交互式或背景类型的RAB上，而非承载在“流”类型上。

其次，也是更重要的一点，流媒体节目源的速率是不固定的，其范围可能从9.6kbps到384kbps，这样如果用户使用固定的PDP进行流媒体点播，就可能造成带宽不足导致的业务质量恶化，或是带宽过剩导致的空口资源浪费。如用户设备与网络建立了下行速率为64kbps的PDP，而点播的节目源速率为200kbps，显然已建立的PDP是无法满足要求的，业务播放时的质量会严重恶化，基本上无法正常进行节目欣赏。因此，为确保用户能够处理各种速率的业务，运营商需要按照最大速率为用户签约PDP，这样又会引入新的问题。假设用户签约PDP的速率都是上行64kbps，下行384kbps，按照该技术方案，终端在建立PDP时并不指定服务质量，而是由网络取签约服务质量进行协商，在网络资源没有拥塞的情况下，协商结果通常就是用户签约的服务质量，即网络将为用户建立起上行64kbps，下行384kbps的PDP。而用户在实际的流媒体点播过程中，有可能点播的节目源速率远远达不到384kbps，比如用户点播了一个播放时长为2小时，速率仅80kbps的节目源，这样在接下来的两个小时中，用户占用了384kbps的网络资源，而实际上使用到的仅为80kbps，这样对紧张的空口资源造成了极大浪费，尤其是当多个用户同时接入点播时，这种浪费将导致前面接入的用户占用了带宽却不使用，而后面的用户由于网络资源被耗尽无法接入网络，处理业务。

由于上述实现方法在进行流媒体业务时存在种种弊端，为了解决这些问题，专门描述流媒体业务的协议3GPP TS 26.233中也提出了一种解决方案，即在进行流媒体节目点播之前，终端通过发起二次激活请求建立指定服务质量的PDP，从而使得建立的PDP适合进行流媒体传输。

虽然协议3GPP TS 26.233中提出的解决方案能够专门针对流媒体业务建立指定服务质量的PDP，但是该方案也存在以下三个比较明显的缺点：

第一，3GPP TS 26.233协议中描述终端发起二次激活请求建立指定服务质量的PDP，其中明确指出需要指定的服务质量参数为“流量类别”，即终端在二次激活请求中需要将流量类别设置为“流”，以便网络为其建立“流”类型的PDP。但这也仅是解决了目前技术方案中的一个问题，对于更重要的问题，也就是有可能造成空口资源浪费的问题，协议中并没有给出解决方案。

第二，由于终端体积、处理能力的限制，终端在进行流媒体业务时，通常不会同时进行其他分组交换数据业务(比如一边做FTP下载，一边进行流媒体播放)，终端同时使用两个PDP进行两种分组交换业务的需求并不强烈。因此终端虽然通过二次激活建立了一个适合流媒体业务传输的PDP，但是终端在第一次激活过程中建立的PDP仍然保留，而在该PDP上通常不会有业务传输，实际上仍然会造成资源的浪费。

第三，该技术方案要求终端、无线电网络控制器RNC、服务GPRS支持节点SGSN和网关GPRS支持节点GGSN等设备均支持二次激活功能，对网络和终端的要求都比较高，以上任意设备如不支持二次激活，该技术方案都无法实现。而从目前的情况来看，由于二次激活功能为相对次要的功能，应用场景也比较少，目前绝大部分3G终端都不支持二次激活功能，大部分厂家的网络设备也不全部支持二次激活功能，这就使得在短期内难以运用该技术方案来解决上述流媒体业务中的缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种终端动态修改流媒体业务分组数据协议服务质量的方法，克服现有技术存在的以下缺陷：

1.用户终端建立固定的PDP，流媒体数据包实际承载在交互式或背景类型的RAB上，因流媒体节目源的速率不固定，用户在使用固定的PDP进行流媒体点播时，可能造成带宽不足导致的业务质量恶化，或带宽过剩导致的空口资源浪费；

2.终端通过二次激活建立一个适合流媒体业务传输的PDP时，因终端在第一次激活过程中建立的PDP仍然保留，造成的网络资源浪费；

3.目前绝大部分3G终端和大部分厂家的网络设备都不支持二次激活功能，短期内难以运用二次激活方案解决上述流媒体业务中的缺陷。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种终端动态修改流媒体业务分组数据协议服务质量的方法，所述方法包括以下步骤：

S1、用户终端激活PDP，并获取要点播的节目源速率信息；

其特征在于，所述方法还包括步骤：

S2、用户终端比较PDP下行速率和节目源速率，当PDP下行速率不等于节目源速率时，用户终端向SGSN发起修改PDP请求，所述PDP修改请求包括最大下行速率等于节目源速率和下行保证速率等于节目源速率；网络侧比较节目源速率和PDP下行速率在预设的速率区间中所处的位置，判断已建立的PDP是否适合于本次业务，并对空口无线承载下行速率进行修改。

上述终端动态修改流媒体业务分组数据协议服务质量的方法，其特征在于：所述预设的速率区间为A至B，A＜B，在A、B之间取速率C，所述网络侧在节目源速率V2满足A＜V2≤B、PDP下行速率V1满足C≤V1≤B时，保持空口无线承载下行速率不变；所述网络侧在节目源速率V2满足A＜V2≤B、PDP下行速率V1在速率区间C至B之外时，将空口无线承载下行速率修改为B。

上述终端动态修改流媒体业务分组数据协议服务质量的方法，其特征在于：所述预设的速率区间为A至B，A＜B，所述网络侧在节目源速率V2满足A＜V2≤B、PDP下行速率V1满足A≤V1≤B时，保持空口无线承载下行速率不变；所述网络侧在节目源速率V2满足A＜V2≤B、PDP下行速率V1在速率区间A至B之外时，将空口无线承载下行速率修改为B。

上述终端动态修改流媒体业务分组数据协议服务质量的方法，其特征在于：在步骤S1中，可以通过访问流媒体服务提供商的服务器、从下载下来的HTML页面、在用户终端上直接键入URI、通过RTSP信令从描述消息中、或在通过MMS服务传递流媒体的情况下，通过MMS用户代理从来自与MMS服务器的MMS消息中获得节目源速率信息。

上述终端动态修改流媒体业务分组数据协议服务质量的方法，其特征在于：步骤S2用户终端向SGSN发起修改PDP的请求中，还包括指定流量类型为流。

上述终端动态修改流媒体业务分组数据协议服务质量的方法，其特征在于，该方法还包括：

S3、用户终端向媒体服务器发送SETUP消息，建立连接，用户终端向媒

体服务器发送放映消息通知媒体服务器开始播放。

上述终端动态修改流媒体业务分组数据协议服务质量的方法，其特征在于，该方法还包括：在步骤S1和S2之间，用户终端向媒体服务器发送SETUP消息，建立连接；在步骤S2之后，用户终端向媒体服务器发送放映消息通知媒体服务器开始播放。

上述终端动态修改流媒体业务分组数据协议服务质量的方法，其特征在于，该方法还包括：

S4、当播放结束，或者用户按“停止”键终止正在进行的播放以后，用户终端向SGSN发送一条修改PDP上下文请求的消息，请求将PDP上下文的服务质量恢复为终端播放流媒体业务以前所建立的PDP的服务质量；

S5、SGSN响应接受消息，消息中携带网络侧协商后的服务质量，将PDP恢复为终端播放流媒体业务以前所建立的PDP的服务质量。

本发明的有益效果如下：

1.用户终端在进行流媒体播放之前，能够根据本次播放的节目源速率动态调整PDP的速率，当本身服务质量下行速率低于需要的速率时，用户终端能够向流媒体服务器请求更高的速率，避免因带宽不足导致业务质量恶化；当用户终端本身服务质量的下行速率高于需要的速率时，用户终端能够主动降低速率，避免空口带宽的巨大浪费；

2.用户终端在进行流媒体播放时，数据包承载在“流”类型的RAB上，使用户能够获得更好更适合于流媒体业务的服务质量。

3.由于PDP修改过程是用户终端和网络必须具备的基本功能之一，目前绝大部分3G终端和网络都支持PDP修改功能，因此本发明能够得到现有终端设备和网络设备的支持，实施容易；可以取代二次激活方案，具有很好的可操作性。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明用户设备根据流媒体节目源速率动态进行PDP的服务质量修改的流程图。

具体实施方式

本实施例以建立“交互式”类型，上行速率64kbps，下行速率384kbps的PDP为例进行说明。当然，实际运用中签约的服务质量的流量类别的级别可以是“背景”或其它类型，上下行速率也可以是其他签约速率。

图1示出了本发明用户设备根据流媒体节目源速率动态进行PDP的服务质量修改的流程图，如图1示，本发明方法步骤为：

1.用户终端在进行分组交换业务前，先激活PDP，该PDP对服务质量没有特殊要求，可以取用户终端签约的服务质量；根据终端实现要求，也可能请求特定的服务质量；

2.随后用户终端访问流媒体服务提供商提供的门户网站，获取流媒体节目源的链接；

3.用户在终端上选择感兴趣的节目源链接，此时终端向流媒体服务器发送描述消息，消息中携带对要点播的流媒体节目源的描述；流媒体服务器收到描述消息后，向用户终端返回OK响应消息，该消息中携带用户终端所点播节目源的详细信息，包括节目源的音频/视频压缩模式、音频/视频速率等等(图中以用户终端点播的节目源的音频速率为13kbps，视频速率为84kbps，总的速率为97kbps为例进行说明)，用户终端从服务器返回的响应消息中获得此次点播需要的节目源速率信息；节目源速率可以是音频速率(当节目源为音频节目时)，也可以是音频速率+视频速率(当节目源为音频+视频节目时)。

(以上步骤2、3是用户获取节目源信息的一种方式，此外，用户还可以从下载下来的HTML页面上的连接获得，可以通过直接键入URI获得，也可以通过RTSP信令从DESCRIBE消息中获得，在通过MMS服务传递流媒体的情况下，节目源信息还可以通过MMS用户代理从来自与MMS服务器的MMS消息中获得)

4.用户终端发送SETUP消息，与媒体服务器建立连接；

5.当PDP下行速率V1等于节目源速率V2时，不修改下行速率，用户终端不向SGSN发起修改PDP请求；当PDP下行速率V1不等于节目源速率V2时，用户终端向SGSN发起修改PDP的请求，请求中的指定流量类型为流，最大下行速率等于节目源速率V2，下行保证速率等于节目源速率V2，由网络侧使用该节目源速率同已经建立的PDP的下行速率进行比较，判断已建立的PDP是否适合于本次业务，并进行相应修改。

网络侧现有速率修改规则如下：根据实际业务需要划分一定的速率区间(本实施例划分的速率区间仅是为说明速率修改规则的一个例子)；

当用户终端已经建立的连接是采用就近匹配原则建立的，则速率修改规则为：

若0＜V2≤32kbps，24kbps≤V1≤32kbps，保持空口无线承载下行速率不变，

若0＜V2≤32kbps，0＜V1＜24kbps或V1＞32kbps，将空口无线承载下行速率修改为32kbps；

若32kbps＜V2≤64kbps，48kbps≤V1≤64kbps，保持空口无线承载下行速率不变，

若32kbps＜V2≤64kbps，0＜V1＜48kbps或V1＞64kbps，将空口无线承载下行速率修改为64kbps；

若64kbps＜V2≤128kbps，96kbps≤V1≤128kbps，保持空口无线承载下行速率不变，

若64kbps＜V2≤128kbps，0＜V1＜96kbps或V1＞128kbps，将空口无线承载下行速率修改为128kbps；

若128kbps＜V2≤256kbps，192kbps≤V1≤256kbps，保持空口无线承载下行速率不变，

若128kbps＜V2≤256kbps，0＜V1＜192kbps或V1＞256kbps，将空口无线承载下行速率修改为256kbps；

若256kbps＜V2≤384kbps，320kbps≤V1≤384kbps，保持空口无线承载下行速率不变，

若256kbps＜V2≤384kbps，V1＜320kbps，将空口无线承载下行速率修改为384kbps；

当用户终端已经建立的连接是采用向上匹配原则建立的，则速率修改规则为：

若0＜V2≤32kbps，0≤V1≤32kbps，保持空口无线承载下行速率不变，

若0＜V2≤32kbps，V1＞32kbps，将空口无线承载下行速率修改为32kbps；

若32kbps＜V2≤64kbps，32kbps≤V1≤64kbps，保持空口无线承载下行速率不变，

若32kbps＜V2≤64kbps，0＜V1＜32kbps或V1＞64kbps，将空口无线承载下行速率修改为64kbps；

若64kbps＜V2≤128kbps，64kbps≤V1≤128kbps，保持空口无线承载下行速率不变，

若64kbps＜V2≤128kbps，0＜V1＜64kbps或V1＞128kbps，将空口无线承载下行速率修改为128kbps；

若128kbps＜V2≤256kbps，128kbps≤V1≤256kbps，保持空口无线承载下行速率不变，

若128kbps＜V2≤256kbps，0＜V1＜128kbps或V1＞256kbps，将空口无线承载下行速率修改为256kbps；

若256kbps＜V2≤384kbps，384kbps≤V1≤384kbps，保持空口无线承载下行速率不变，

若256kbps＜V2≤384kbps，V1＜384kbps，将空口无线承载下行速率修改为384kbps。

在本例中，用户终端一开始建立的PDP的下行速率为384kbps，而用户终端所点播的节目源速率为97kbps(视频速率为84kbps，音频速率13kbps)，显然，已经建立的PDP的下行速率远远大于实际需要的下行速率。此时，用户终端可以发起一个PDP修改过程，请求将已经建立的PDP修改成适合本次传输的PDP，即用户终端向SGSN发送一条修改PDP上下文请求消息，其中在服务质量属性中明确指示流量类别为“流”(“流”类型的PDP最适合于进行流媒体业务)，下行最大速率/下行保证速率为97kbps，上行最大速率/上行保证速率为64kbps。网络侧根据用户终端的修改请求，按照上述规则修改空口无线承载下行速率。本例中，空口无线承载下行速率被修改为128kbps，终端实际使用的下行最大速率/下行保证速率为97kbps。

在该步骤的修改请求中也可不指定流量类型为流，仅要求最大下行速率等于节目源速率97kbps，下行保证速率等于节目源速率97kbps，也可达到速率调整目的。

6.PDP修改成功后，用户终端发送放映消息通知流媒体服务器开始播放；

7.当播放结束，或者用户按“停止”键终止正在进行的播放以后，用户终端向SGSN发送一条修改PDP上下文请求的消息，请求将PDP上下文的服务质量恢复为终端播放流媒体业务以前所建立的PDP的服务质量；

8.SGSN响应接受消息，消息中携带网络侧协商后的服务质量，将PDP恢复为终端播放流媒体业务以前所建立的PDP的服务质量。

上述步骤5用户发起PDP修改也可以放在步骤4之前进行。

使用上述技术方案，可带来以下有益效果：

首先，用户终端在进行流媒体播放之前，能够根据本次播放的节目源速率动态调整PDP的速率，当本身服务质量下行速率低于需要的速率时，用户终端能够请求向流媒体服务器更高的速率，避免因带宽不足导致业务质量恶化；当用户终端本身服务质量的下行速率高于需要的速率时，用户终端能够主动降低速率，避免空口带宽的巨大浪费；

其次，用户终端在进行流媒体播放时，数据包承载在“流”类型的RAB上，使得用户能够获得更好更适合于流媒体业务的服务质量；

最后，由于PDP修改过程是用户终端和网络必须具备的基本功能之一，目前绝大部分3G终端和网络都支持PDP修改功能，因此本发明能够得到硬件设备的支持，并不会给终端和网络带来过高的要求和负担。其中网络侧只要支持PDP修改功能即可，不需要进行任何修改，而终端只需在进行流媒体播放时对速率进行简单的比较并发起PDP修改即可，方案实现起来非常容易；可以取代二次激活方案，具有很好的可操作性。

Claims (9)

1.一种终端动态修改流媒体业务分组数据协议服务质量的方法，所述方法包括以下步骤：

S1、用户终端激活PDP，并获取要点播的节目源速率信息；其特征在于，所述方法还包括步骤：

S2、用户终端比较PDP下行速率和节目源速率，当PDP下行速率不等于节目源速率时，用户终端向SGSN发起修改PDP请求，所述PDP修改请求包括最大下行速率等于节目源速率和下行保证速率等于节目源速率；网络侧比较节目源速率和PDP下行速率在预设的速率区间中所处的位置，判断已建立的PDP是否适合于本次业务，并对空口无线承载下行速率进行修改。

2.根据权利要求1所述的终端动态修改流媒体业务分组数据协议服务质量的方法，其特征在于：所述预设的速率区间为A至B，A＜B，在A、B之间取速率C，所述网络侧在节目源速率V2满足A＜V2≤B、PDP下行速率V1满足C≤V1≤B时，保持空口无线承载下行速率不变；所述网络侧在节目源速率V2满足A＜V2≤B、PDP下行速率V1在速率区间C至B之外时，将空口无线承载下行速率修改为B。

3.根据权利要求1所述的终端动态修改流媒体业务分组数据协议服务质量的方法，其特征在于：所述预设的速率区间为A至B，A＜B，所述网络侧在节目源速率V2满足A＜V2≤B、PDP下行速率V1满足A≤V1≤B时，保持空口无线承载下行速率不变；所述网络侧在节目源速率V2满足A＜V2≤B、PDP下行速率V1在速率区间A至B之外时，将空口无线承载下行速率修改为B。

4.根据权利要求1所述的终端动态修改流媒体业务分组数据协议服务质量的方法，其特征在于：在步骤S1中，可以通过访问流媒体服务提供商的服务器、从下载下来的HTML页面、在用户终端上直接键入URI、通过RTSP信令从描述消息中、或在通过MMS服务传递流媒体的情况下，通过MMS用户代理从来自与MMS服务器的MMS消息中获得节目源速率信息。

5.根据权利要求1至4任一项所述的终端动态修改流媒体业务分组数据协议服务质量的方法，其特征在于：步骤S2用户终端向SGSN发起修改PDP的请求中，还包括指定流量类型为流。

6.根据权利要求1至4任一项所述的终端动态修改流媒体业务分组数据协议服务质量的方法，其特征在于，该方法还包括：

S3、用户终端向媒体服务器发送SETUP消息，建立连接，用户终端向媒体服务器发送放映消息通知媒体服务器开始播放。

7.根据权利要求1至4任一项所述的终端动态修改流媒体业务分组数据协议服务质量的方法，其特征在于，该方法还包括：在步骤S1和S2之间，用户终端向媒体服务器发送SETUP消息，建立连接；在步骤S2之后，用户终端向媒体服务器发送放映消息通知媒体服务器开始播放。

8.根据权利要求6所述的终端动态修改流媒体业务分组数据协议服务质量的方法，其特征在于，该方法还包括：

S4、当播放结束，或者用户按“停止”键终止正在进行的播放以后，用户终端向SGSN发送一条修改PDP上下文请求的消息，请求将PDP上下文的服务质量恢复为终端播放流媒体业务以前所建立的PDP的服务质量；

S5、SGSN响应接受消息，消息中携带网络侧协商后的服务质量，将PDP恢复为终端播放流媒体业务以前所建立的PDP的服务质量。

9.根据权利要求7所述的终端动态修改流媒体业务分组数据协议服务质量的方法，其特征在于，该方法还包括：

S3、当播放结束，或者用户按“停止”键终止正在进行的播放以后，用户终端向SGSN发送一条修改PDP上下文请求的消息，请求将PDP上下文的服务质量恢复为终端播放流媒体业务以前所建立的PDP的服务质量；

S4、SGSN响应接受消息，消息中携带网络侧协商后的服务质量，将PDP恢复为终端播放流媒体业务以前所建立的PDP的服务质量。

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