CN103166808B - 一种iptv业务质量的监测方法，装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种IPTV业务质量的监测方法，包括：接收业务质量监控中心发送的监测指令；根据所述监测指令，在终端对IPTV媒体数据进行纠错处理之后，采集所述IPTV媒体数据；分析所述采集的IPTV媒体数据，得到所述终端的IPTV业务质量指标，并将所述终端的IPTV业务质量指标上报至所述业务质量监控中心。本发明同时提供相应的IPTV业务质量监测代理和终端IPTV业务质量监测系统。通过本发明实施例提供的技术方案可知，采用纠错后监测的方式，采集经过终端纠错处理的IPTV媒体数据进行分析，能够准确的反应IPTV用户的实际体验。

Description

一种IPTV业务质量的监测方法，装置及系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及IPTV业务质量的监测方法，装置及系统。

背景技术

近两年来，随着IP技术的发展，IPTV逐渐成为固网运营商的主要发展方向，运营商之间的竞争也越来越激烈。要在激烈的竞争中占据有利地位，做好业务质量监测是关键。目前，运营商的常用做法是在IPTV终端中嵌入独立的业务质量监测代理，通过在网卡抓包的方式，获取该终端收到的视频流，对抓到的包进行分析，计算码率、抖动、丢包、MOS(MeanOpinionScore，平均主观得分)等指标，评估终端的体验质量，通过接口把分析结果上报给业务质量监控中心。

IPTV终端平台为了降低对网络的依赖，提高网络容错能力，可能使用TCP协议(TransmissionControlProtocol，传输控制协议)传输媒体流，或者在使用UDP协议(UserDatagramProtocol，用户数据包协议)传输媒体流时使用了FEC(ForwardErrorCorrection，前向纠错)和ARQ(AutomaticRepeat-reQuest，请求重传)等纠错功能对网络丢包进行修复，还有的终端采用较大的应用层缓冲降低对网络的依赖。而现有监控方法通过在网卡抓包获取的视频流都是未经过终端平台修复的，这就导致业务质量监测代理监控的结果并不能代表用户的真实体验，容易误报。

发明内容

本发明提供一种IPTV业务质量的监测方法，在终端中采集纠错后的IPTV媒体数据并进行分析，用以解决现有监测方法不能代表IPTV用户实际体验的问题。

本发明实施例提供一种IPTV业务质量的监测方法，包括：接收业务质量监控中心发送的监测指令；根据所述监测指令，在终端对IPTV媒体数据进行纠错处理之后，采集所述IPTV媒体数据；分析所述采集的IPTV媒体数据，得到所述终端的IPTV业务质量指标，并将所述终端的IPTV业务质量指标上报至所述业务质量监控中心。

本发明实施例同时提供一种内嵌在终端中的IPTV业务质量监测代理，包括：控制单元和执行单元；所述控制单元用于接收业务质量监控中心发送的监测指令，指示所述执行单元执行IPTV业务质量监测，将所述执行单元获取的IPTV业务质量指标上报给所述业务质量监控中心；所述执行单元用于根据所述控制单元的控制，在所述终端对所述IPTV媒体数据进行纠错处理之后，采集所述终端接收的IPTV媒体数据，分析所述采集的IPTV媒体数据，将所述分析结果发送给所述控制单元。

本发明实施例同时还提供一种IPTV业务质量的监测系统，包括：业务质量监控中心和业务质量监测代理，所述业务质量监控中心用于接收所述业务质量监测代理的注册，控制所述业务质量监测代理进行所述终端IPTV业务质量的监测，接收所述业务质量监测代理上报的所述终端IPTV业务质量指标；所述业务质量监测代理用于向所述业务质量监控中心注册，接受所述业务质量监控中心的控制，对所述终端的IPTV业务质量进行终端纠错后监测，上报所述终端IPTV业务质量指标至所述业务质量监控中心。

通过在终端中设置纠错后监测点，采集经过终端纠错处理的IPTV媒体数据进行分析，可以准确获知IPTV用户的实际体验。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种IPTV业务质量监测的方法示意图；

图2为本发明实施例提供的业务质量监测代理在终端中设置纠错后监测的示意图；

图3为本发明实施例提供的业务质量监测代理同时进行纠错前监测和纠错后监测的示意图；

图4为本发明实施例提供的业务质量监控中心通过业务质量监测代理对终端的IPTV业务质量进行监测的流程图；

图5为本发明实施例提供的终端IPTV业务质量监测系统示意图；

图6为本发明实施例提供的业务质量监测代理中控制单元的内部结构示意图；

图7为本发明实施例提供的业务质量监测代理中执行单元的内部结构示意图；

图8为本发明实施例提供的业务质量监测代理的结构示意图。

具体实施方式

为了便于本领域一般技术人员理解和实现本发明，现结合附图描述本发明的实施例。

IPTV类视频流业务具有信息量大，实时性强等特点，由于传统的IP网络更多考虑的是不保证实时传输的数据通信，如今要在IP网络上进行实时多媒体业务的传输，面临着许多问题。

要解决存在的问题，根本的解决方案是从网络本身入手，但基于网络的解决策略对网络的体系结构有较为严格的要求，在实际应用中存在较多困难。在不改变现有IP网络结构体系的前提下，为了减少对网络的依赖，目前的解决方案多以终端为中心，在终端中实施多种应用层差错控制技术以及应用层缓存来提高IPTV业务的服务质量。

在此前提下，为了准确的获知IPTV用户的体验，本发明实施例提供一种纠错后监测的方法，对经过终端纠错以及应用层缓存等损失修复后的IPTV媒体数据进行采样和分析。与之对应的是，对未经损失修复的IPTV媒体数据进行的采样和分析可以称为纠错前监测。

图1为本发明一个实施例提供的IPTV业务质量监测的方法，包括：

步骤101、业务质量监测代理接收业务质量监控中心发送的监测指令。

其中，业务质量监测代理内嵌在终端中，接受业务质量监控中心的控制，对终端的IPTV业务质量进行监测；终端是IPTV业务的开展平台，包括可以开展IPTV融合类业务的各种终端类型，包括但不限于电视机机顶盒、PC客户端、手机终端等。

步骤102、根据所述监测指令，在终端对IPTV媒体数据进行纠错处理之后，采集所述IPTV媒体数据。

其中，业务质量监测代理除了具备进行纠错后监测的能力外，还同时具备纠错前监测的能力，在监测点的设置上，既可以设置单独设置纠错前监测点或纠错后监测点，还可以同时设置纠错前监测点和纠错后监测点，具体依据业务质量监控中心的监测指令进行设置。

步骤103、分析所述采集的IPTV媒体数据，得到所述终端的IPTV业务质量指标，并将所述终端的IPTV业务质量指标上报至所述业务质量监控中心。

其中，上报IPTV业务质量分析结果的时间间隔可以由业务质量监控中心设置，并在前述监测指令中发送给业务质量监测代理。例如，可以是每秒上报一次，或者是每5分钟上报一次。

图2为本发明一个实施例提供的业务质量监测代理在终端中设置纠错后监测的示意图。

图2中，箭头表示IPTV媒体数据在终端内部的流向，通过网卡接收媒体数据，经过纠错、缓存等损失修复处理后，再由解码器解码向用户显示。其中，图中所示TCP/IP协议栈和应用层缓存/纠错都属于终端的纠错处理手段。

IPTV媒体数据一般通过TCP(TransmissionControlProtocol，传输控制协议)协议或RTP(Real-timeTransportProtocol，实时传送协议)协议传输到终端。对应这两种传输方式，传输到终端的媒体数据如果有TCP丢包，经过TCP/IP协议栈的乱序重排和丢包重传，丢包会被恢复；如果有RTP丢包，经过终端IPTV程序的前向纠错恢复(FEC)和请求重传(ARQ)，丢包可能全部或部分恢复。另外，传输过程若存在抖动，可以通过应用层缓存来解决。

纠错后监测点201设在终端对IPTV媒体数据进行纠错处理后，IPTV程序将经过纠错处理的媒体数据复制一份发送给业务质量监测代理。IPTV程序和业务质量监测代理可以采用多种方式传递数据，如果两者在同一进程，可以用API调用(ApplicationProgrammingInterface，应用程序编程接口)的方式；如果不在同一进程，可以用进程间通讯的方式，例如使用UnixDomainSocket通讯方式。

业务质量监测代理采集经过终端纠错的媒体数据进行分析，就能够排除TCP协议栈和FEC/ARQ乱序丢包修复、应用层缓冲修复的影响，可以准确反映用户实际观看的效果，例如有没有卡顿、花屏等现象。

图3为本发明一个实施例提供的业务质量监测代理同时进行纠错前监测和纠错后监测的示意图。

具体实现方式是在终端中设置两个监测点，分别是纠错前监测点301和纠错后监测点302。

终端通过网卡获取IPTV媒体数据，由图3可以看出，纠错前监测点301设置在终端对媒体数据进行纠错处理之前。业务质量监测代理通过libpcap库(PacketCaptureLibrary，数据包获取函数库)从终端网卡处采集媒体数据。

业务质量监测代理在此采集媒体数据进行分析，能反映网络的实际状况，例如网络传输有没有丢包、乱序、抖动、短暂断流等现象。纠错后监控点302的设置和图2所示一致，采集的媒体数据经过TCP/IP协议栈和应用层缓存/纠错的纠错处理，能够反映实际的用户体验。

纠错前监测在网卡抓包采集到的媒体数据是IP包，在传输IPTV媒体数据时，如果是采用TCP协议，业务质量监测代理可以根据采集的媒体数据包的TCP序列号计算是否有丢包；如果是采RTP协议传输，业务质量监测代理能够根据媒体数据包的RTP序列号计算是否有丢包。纠错前监测是在TCP重传和IPTV程序进行FEC/ARQ纠错之前采集媒体数据，因而无法得知终端纠错的结果，但能得到TCP重传数。

经过终端的纠错处理之后，纠错后监测采集的媒体数据就已经被消除或部分消除了丢包现象，可以分析纠错后的媒体数据质量；纠错后监测采集的数据由IPTV程序传递，已经去掉了UDP和TCP头部，因而无法计算TCP重传数。同时对比纠错前和纠错后的监测数据，就能够反映IPTV终端的纠错能力，这是单独采用一种监测模式所无法得到的效果。

前已述及，业务质量监测代理对终端IPTV业务质量进行监测要接受业务质量监控中心的控制，下面介绍一下业务质量监控中心是如何控制业务质量监测代理进行终端IPTV业务质量监测的。

图4为本发明一个实施例提供的业务质量监控中心通过业务质量监测代理对终端的IPTV业务质量进行监测的流程图。其中终端APP是指终端中的IPTV程序，用户通过其使用IPTV业务。图4所示IPTV业务质量监测的详细流程如下所示：

步骤401、终端启动IPTV程序。

步骤402、程序启动时拉起业务质量监测代理，传递终端标识等信息给业务质量监测代理。

步骤403、业务质量监测代理向业务质量监控中心注册，上报终端标识、版本号、用户账号等信息。

步骤404、业务质量监控中心向业务质量监测代理返回注册响应，在注册响应中告知业务质量监测代理是否要启动监控，监测点是纠错前还是纠错后，告警阈值是多少。在注册之后，业务质量监控中心可以通过单独的接口进行任务启停、配置参数下发。

步骤405、业务质量监测代理启动监测。

步骤406、终端通过网卡接收IPTV媒体数据。

步骤407、业务质量监测代理采集媒体数据。

对于纠错前监测，如图中实线所示，业务质量监测代理从终端网卡处采集IPTV媒体数据，未经终端进行纠错处理；而对于纠错后监测，如图中虚线所示，业务质量监测代理从终端APP处采集IPTV媒体数据，已经过纠错处理。

步骤408、业务质量监测代理根据采集到的媒体数据分析终端的IPTV业务质量。

终端的IPTV业务质量由MOS(MeanOpinionScore，平均主观得分)、MDI(MediaDeliveryIndex，媒体流丢失率和延迟的组合评价指标)、TR101-290(数字视频广播系统测量标准)、RTP丢包率、RTP丢包模式、可用率等指标体现。

步骤409、业务质量监测代理定期向业务质量监控中心上报分析结果。

步骤410、分析如果达到告警阈值则向业务质量监控中心即时上报告警。

结合前述实施例中描述的终端IPTV业务质量监测方法，下面的实施中描述对应本监测方法的监测系统和装置。

图5为本发明一个实施例提供的终端IPTV业务质量监测系统，用以实施本发明实施例所述IPTV业务质量监测的方法，由业务质量监控中心501和业务质量监测代理502组成。

业务质量监控中心501用于接受业务质量监测代理502的注册，控制其在终端中监测点的设置和监测任务的启停，同时接收业务质量监测代理上报的终端IPTV业务的质量分析结果。

业务质量监测代理502内嵌在终端中，具体执行终端IPTV业务质量监测的任务。首先需要其向业务质量监控中心501注册，根据业务质量监控中心发送的监测指令在终端中设置监测点。由于业务质量监测代理502同时支持纠错前和纠错后监测，因此其在终端中设置的监测点可以是纠错前监测点，也可以是纠错后监测点，还可以同时包括这两个监测点。业务质量监测代理502设置好监测点后启动监测任务，向业务质量监控中心501上报终端IPTV业务质量分析结果，最后根据业务质量监控中心的指令停止监测任务。

由图5还可以看出，业务质量监测代理502可以分成两个大的组成部分，分别是控制单元521和执行单元522。

控制单元521负责业务质量监测代理502与业务质量监控中心501的信息交互，包括业务质量监测代理向业务质量监控中心注册，接收业务质量监控中心的监测指令，向业务质量监控中心上报终端IPTV业务质量的分析结果；同时控制单元521还负责将业务质量监控中心501的监测指令发送给执行单元522，包括启动和停止监测的指令，监测点的位置等。

执行单元522负责执行对终端IPTV业务质量的监测，包括媒体数据的采集和分析，并将分析结果反馈给控制单元521。

下面分别描述业务质量监测代理控制单元和执行单元中的内部结构。图6示出了本发明一个实施例提供的控制单元600的内部结构，详述控制单元中的各组成部分如下：

注册模块601、用于向业务质量监控中心注册业务质量监测代理，同时上报业务质量监测代理所在终端的标识、版本号、用户账号等信息给业务质量监控中心。

参数配置模块602、用于业务质量监控中心配置业务质量监测代理的各项参数，包括告警的指标，告警指标的阈值，告警屏蔽策略等。

任务启停模块603、用于接收业务质量监控中心的监测指令，包括告知业务质量监测代理是否要启动监测，监测点是在纠错前还是纠错后，或是同时包括两个监控点。

监测启动的过程中，业务质量监测代理不断分析终端的IPTV业务质量状况，并定期上报给业务质量监控中心；业务质量监控中心发出停止监测的指令，业务质量监测代理即停止对终端业务质量的监测。

分析结果上报模块604、用于定期(每秒或每5分钟)向业务质量监控中心上报终端的IPTV业务质量分析结果。

告警上报模块605、用于根据业务质量监控中心配置的告警项、告警阈值、告警屏蔽策略等参数触发终端IPTV业务质量告警，上报到业务质量监控中心。

接口模块606、用于提供控制单元中各组成部分与业务质量监控中心进行信息交互的接口。

图7示出了本发明一个实施例提供的执行单元的内部结构，详述执行单元中的各组成部分如下：

纠错前数据采集模块701、对应业务质量监测代理的纠错前监测，用于通过libpcap库(PacketCaptureLibrary，数据包获取函数库)从终端网卡处采集IPTV媒体数据，并发送给业务质量分析模块703。

纠错后数据采集模块702、对应业务质量监测代理的纠错后监测，用于定义业务质量监测代理与终端应用程序的接口，IPTV媒体数据在经过TCP/IP协议栈、应用层纠错、应用层缓存之后，进入解码器的同时由终端IPTV程序复制一份传给纠错后数据采集模块702，纠错后数据采集模块702采集到数据后发送给业务质量分析模块703。

终端IPTV程序和业务质量监测代理之间可以采用多种方式传递数据。如果两者在同一进程，可以采用API调用(ApplicationProgrammingInterface，应用程序编程接口)的方式传递数据；如果两者不在同一进程，则可以采用进程间通讯的方式，例如通过UnixDomainSocket通讯方式传递数据。

业务质量分析模块703、根据纠错前数据采集模块701和纠错后数据采集模块702上报的媒体数据，分析MOS(MeanOpinionScore，平均主观得分)、MDI(MediaDeliveryIndex，媒体流丢失率和延迟的组合评价指标)、TR101-290(数字视频广播系统测量标准)、RTP丢包率、RTP丢包模式、可用率等指标，并将这些指标发送给控制单元中的分析结果上报模块，由其将终端IPTV业务质量分析结果上报至业务质量监控中心。

前述实施例中将业务质量监测代理分成了控制单元和执行单元两部分，并分别对两单元的内部结构进行了描述。图8给出了本发明另一个实施例提供的业务质量监测代理，用以实施本发明实施例所述IPTV业务质量监测的方法，由图8可以更直观的看出业务质量监测代理内部各模块的信息交互，各组成模块的功能不变，可参照前述实施例中的描述。

具体地，任务启停模块803控制纠错前数据采集模块804和纠错后数据采集模块805的启动和停止；纠错前数据采集模块804和纠错后数据采集模块805分别将采集到的纠错前IPTV媒体数据和纠错后IPTV媒体数据发送给业务质量分析模块806；业务质量分析模块806分析得出终端IPTV业务质量指标，发送给分析结果上报模块807，业务质量指标若达到事先设置的告警阀值，则需将分析结果发送给告警上报模块808，由其向业务质量监控中心上报告警。

本领域技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例中描述的各方法步骤和单元，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各实施例的步骤及组成。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法步骤可以用硬件、处理器执行的软件程序、或者二者的结合来实施。软件程序可以置于随机存取存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中，所述的软件或者程序，包括如下步骤：(方法权利要求)。

尽管已示出和描述了本发明的一些实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可对这些实施例进行各种修改，这样的修改应落入本发明的范围。

Claims (15)

1.一种IPTV业务质量的监测方法，其特征在于，所述方法包括：

接收业务质量监控中心发送的监测指令；

根据所述监测指令，在终端对IPTV媒体数据进行纠错处理之后，采集所述IPTV媒体数据；

分析所述采集的IPTV媒体数据，得到所述终端的IPTV业务质量指标，并将所述终端的IPTV业务质量指标上报至所述业务质量监控中心。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，接收所述业务质量监控中心发送的监测指令之前，向所述业务质量监控中心注册，上报所述终端的标识和版本号，以及用户的账号信息。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述接收业务质量监控中心发送的监测指令，还包括，接收所述业务质量监控中心发送的告警项、告警阀值和告警屏蔽策略。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据所述监测指令，在所述终端对所述IPTV媒体数据进行纠错处理之后，采集所述IPTV媒体数据，具体包括：在所述终端对所述IPTV媒体数据进行纠错处理后，设置监测点，接收所述终端的IPTV程序发送的经过所述终端纠错处理之后的所述IPTV媒体数据。

5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，进一步包括，在所述终端对所述IPTV媒体数据进行纠错处理之前，采集所述终端接收的IPTV媒体数据。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述在所述终端对所述IPTV媒体数据进行纠错处理之前，采集所述终端接收的IPTV媒体数据具体为，通过数据包获取函数库libpcap从所述终端网卡处采集所述终端纠错处理之前的IPTV媒体数据。

7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将所述终端的IPTV业务质量指标上报至所述业务质量监控中心，还包括，检验所述业务质量指标是否达到所述告警阀值，如果达到，则上报告警至所述业务质量监控中心。

8.如权利要求1,2,6或7任一所述的方法，其特征在于，所述终端的IPTV业务质量指标至少包括以下之一：平均主观得分MOS、媒体传输质量指标MDI、数字视频广播系统测量标准TR101-290、RTP丢包率、RTP丢包模式和可用率。

9.一种IPTV业务质量监测代理，内嵌在终端中，其特征在于，所述IPTV业务质量监测代理包括控制单元和执行单元；

所述控制单元用于接收业务质量监控中心发送的监测指令，指示所述执行单元执行IPTV业务质量监测，将所述执行单元获取的IPTV业务质量指标上报给所述业务质量监控中心；

所述执行单元用于根据所述控制单元的控制，在所述终端对所述IPTV媒体数据进行纠错处理之后，采集所述终端接收的IPTV媒体数据，分析所述采集的IPTV媒体数据，将所述分析结果发送给所述控制单元。

10.如权利要求9所述的IPTV业务质量监测代理，其特征在于，所述执行单元还用于在所述终端对所述IPTV媒体数据进行纠错处理之前，采集所述终端接收的IPTV媒体数据，分析所述采集的IPTV媒体数据，并将所述分析结果发送给所述控制单元。

11.如权利要求9或10所述的IPTV业务质量监测代理，其特征在于，所述控制单元具体包括：

注册模块，用于向所述业务质量监控中心注册所述业务质量监测代理，上报所述终端的标识和版本号，以及用户的账号信息至所述业务质量监控中心；

参数配置模块，用于配置业务质量监测代理的各项参数，包括告警项、告警阈值和告警屏蔽策略；

任务启停模块，用于接收所述业务质量监控中心的控制指令；

分析结果上报模块，用于向所述业务质量监控中心上报所述终端的IPTV业务质量指标；

告警上报模块，用于根据所述业务质量监控中心配置的所述各项告警参数触发业务质量告警，上报到所述业务质量监控中心；

接口模块，用于提供所述IPTV质量监测代理与所述业务质量监控中心进行信息交互的接口。

12.如权利要求9或10所述的IPTV质量监测代理，其特征在于，所述执行单元中包括纠错后数据采集模块和业务质量分析模块；

所述纠错后数据采集模块，用于在所述终端对所述IPTV媒体数据进行纠错处理之后，采集所述终端接收的IPTV媒体数据，并将所述采集的纠错后IPTV媒体数据发送给所述业务质量分析模块；

所述业务质量分析模块，用于接收所述纠错后数据采集模块采集的所述IPTV媒体数据，根据所述IPTV媒体数据分析所述终端的IPTV业务质量，并将所述分析结果发送给所述控制单元。

13.如权利要求12所述的IPTV质量监测代理，其特征在于，所述执行单元中还包括纠错前数据采集模块，所述纠错前数据采集模块用于从所述终端的网卡处采集所述纠错前的IPTV媒体数据，并将所述纠错前的IPTV媒体数据发送给所述业务质量分析模块；

所述业务质量分析模块还用于接收所述纠错前数据采集模块采集的所述IPTV媒体数据，根据所述IPTV媒体数据分析所述终端的IPTV业务质量，并将所述分析结果反馈给所述控制单元。

14.一种终端IPTV业务质量的监测系统，包括业务质量监控中心和业务质量监测代理，其特征在于：

所述业务质量监控中心用于接收所述业务质量监测代理的注册，控制所述业务质量监测代理进行所述终端IPTV业务质量的监测，接收所述业务质量监测代理上报的所述终端IPTV业务质量指标；

所述业务质量监测代理用于向所述业务质量监控中心注册，接受所述业务质量监控中心的控制，对所述终端的IPTV业务质量进行终端纠错后监测，上报所述终端IPTV业务质量指标至所述业务质量监控中心。

15.如权利要求14所述的监测系统，其特征在于，所述业务质量监测代理还用于对所述终端的IPTV业务质量进行终端纠错前监测。