CN104170325B - 用于确定家庭网络质量的方法和服务器 - Google Patents

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Abstract

一种用于从远程服务器确定家庭网络的用户服务质量(QoS)类别的方法，包括在通过因特网与家庭网络相连接的远程服务器处执行的以下步骤：使用用于远程管理的应用层协议来获得与家庭网络的容量相关联的至少一个家庭网络参数的家庭网络测量数据，所述容量是对于家庭网络一次可以处理的业务量的测量；处理获得的家庭网络测量数据，以估计家庭网络的容量或与其有关的参数；基于估计的容量或与其有关的参数，按照用户QoS类别来对家庭网络进行分类。

Description

用于确定家庭网络质量的方法和服务器
技术领域
本发明涉及服务分类的家庭网络质量的领域。更具体地，本发明涉及用于确定家庭网络的用户服务质量(QoS)类别的方法、服务器和系统。
背景技术
需要因特网接入的例如数字电视、在线游戏和家庭自动化的增加数目的新服务和技术的可用性导致数目增加的家庭装置，例如机顶盒、游戏控制台、家庭自动化系统、多个台式或膝上型计算机等。这些家庭装置通常借助于复杂的家庭网络架构来互连，该复杂的家庭网络架构可以包括不同的介质，例如铜双绞线、同轴电缆、电力线电缆等。
当用户具有网络容量问题时，并且当服务运营商相信该问题可能是由于家庭网络时，服务运营商可以指派技术人员来检查该家庭网络。技术人员继而可以确定对于期望的容量而言家庭网络的用户服务质量(QoS)过低。此类技术人员的指派是耗费时间且昂贵的。此外，将期望的是在购买特定的服务前，用户知道他家庭网络的不充分的质量。
发明内容
本发明的实施例的目的是提供一种更为积极主动的家庭网络QoS分类。
根据本发明的一个实施例，提供一种用于从远程服务器确定家庭网络的用户QoS类别的方法。下面的步骤由在通过因特网连接到家庭网络的远程服务器处来执行。通过因特网、使用用于远程管理的应用层协议来获得至少一个家庭网络参数的与家庭网络的容量相关联的至少一个家庭网络参数的家庭网络测量数据。容量是对于家庭网络一次可以处理的业务量的度量。处理获得的家庭网络测量数据，以估计家庭网络的容量或与其有关的参数。基于估计的容量或与其有关的参数，以按照用户QoS类别来对家庭网络进行分类。
此类的方法允许远程地确定家庭网络可以处理哪些服务。该方法可以进一步用于故障排除并且可以向服务运营商提供关于家庭网络QoS能力的信息。进一步，此类的方法具有如下优势，即其不涉及技术人员去往用户的家中的技术人员并且其可以被远程地执行的优势。
根据优选的实施例，该用于远程管理的应用层协议是TR-069协议。TR-181公开了一种用于TR-069的装置数据，参见http://www.broadband-forum.org/technical/download/TR-181_Issue-2.pdf。该文档通过参考并入在此。也参见数据模型定义，其可以在http://www.broadband-forum.org/cwmp/tr-181-2-4-0.html处找到并且其在“device.upa.diagnostics”章节中公开，其可以被指示为实施端口管理测试，以便获得网络参数的网络测量数据，诸如信道频率响应(CFR)和信干比(SNR)。该公开通过参考也并入在此。
根据优选实施例，家庭网络通过家庭网关连接到因特网，并且通过家庭网关获得网络测量。家庭网关可以是支持TR-069的装置，其适于请求家庭网络通信装置来执行至少一个家庭网络参数的测量。然而，注意然而远程服务器也可以直接与例如电力线适配器的家庭网络的通信装置通信，例如，电力线适配器，替代于而不是与家庭网关直接通信。
典型地，家庭网络参数是物理层的参数。
根据一个优选实施例，至少一个家庭网络参数包括以下的至少一个，优选以频率相关的矢量的形式：信道频率响应(CFR)、信噪比(SNR)、误比特率(BER)、循环冗余校验(CRC)、重传计数器、噪声级别。取决于服务运营商所需的信息类型，可以关于远程服务器的请求来测量所述家庭网络参数的一个或多个。
根据一个优选实施例，获得家庭网络测量数据包括获得多个测量的CFR矢量。每个矢量包括用于一系列不同频率的值。处理家庭网络测量数据的处理接着继而优选地包括计算作为根据所述多个CRF矢量的函数的来计算至少一个容量矢量，并且基于所述至少一个容量矢量来计算平均值。分类优选地基于平均容量值。
根据进一步发展的实施例，获得的家庭网络测量数据包括代表家庭网络中的噪声的测量数据。分类和/或处理优选地也基于代表噪声的测量数据。
根据一个优选的实施例，QoS分类数据包括在数据库中存储具有相关的准则的多个用户QoS类别；以及通过将估计的容量或与其有关的参数与存储在数据库中的QoS分类数据进行比较来完成家庭网络的分类，以便确定被测量的家庭网络的用户QoS类别。
根据本发明的另一实施例，提供一种服务器，其适于确定家庭网络的用户QoS。服务器旨在起到通过因特网连接到多个家庭网络的远程服务器的作用。该服务器包括数据采集器、处理器和分类器。该数据采集器适于使用应用层协议来进行远程管理，获得与家庭网络的容量相关联的至少一个家庭网络参数的家庭网络测量数据，使用应用层协议来进行管理。处理器适于处理家庭网络管理数据以估计家庭网络的容量或与其有关的参数。分类器是适于基于估计的容量或与其有关的参数来以按照用户QoS类别对家庭网络进行分类。
数据采集器优选地是支持TR-069的装置。此类的装置将允许通过发送适当的TR-069请求消息，来通过因特网来采集家庭网络的测量数据。优选地，数据采集器适于采集以下的至少一个，优选以频率相关的矢量的形式：信道频率响应(CFR)、信噪比(SNR)、误比特率(BER)、循环冗余校验(CRC)、重传计数器、噪声级别。
根据一个优选的实施例，数据采集器适于获得针对家庭网络所测量的多个CFR矢量。处理器接着优选地适于根据所述多个CFR矢量计算至少一个容量函数，并且适于基于所述至少一个容量矢量来计算平均容量值。分类器优选地适于至少基于平均容量值来按照用户QoS类别对家庭网络进行分类。
根据一个优选的实施例，数据采集器适于获得代表家庭网络中的噪声的测量数据。分类器优选地适于基于代表噪声的测量数据来对家庭网络进行分类。更优选地，分类器适于基于代表CFR的测量数据和代表噪声的测量数据来对家庭网络进行分类。
根据本发明的另一方面，提供一种系统，包括如上面公开的服务器以及家庭网关的一个实施例。服务器通过因特网连接到家庭网关，并且家庭网关是支持TR-069的装置，其适于从服务器接收针对与家庭网关的容量相关联的至少一个家庭网络参数的网络测量数据的请求，获得所述至少一个家庭网络参数的测量数据，并且向服务器发送网络测量数据。
该系统可以进一步包括数据库，其存储用于使用估计的容量对家庭网络进行分类的分类信息。此类的分类信息可以包括用于基于估计的容量来确定用户QoS类别的准则和规则。分类器可以进一步适于将确定的用户QoS类别转化成向服务运营商的服务推荐。
附图说明
所附附图用于说明本发明的方法、服务器和系统的当前优选地、非限制性示例性实施例。本发明的特征和目的的上述和其他优势将变得更为明显并且当结合所附附图阅读时，本发明将从下面详细的描述更易理解，其中：
图1是针对三种不同家庭网络拓扑的频率的以比特/秒计的遍历性容量的示图；
图2和图3示意性示出本发明的方法的一个实施例；以及
图4是示意性示出根据本发明的远程服务器的一个实施例。
具体实施方式
如上在背景技术部分所解释的，家庭装置通常通过基于不同介质(例如铜双绞线、同轴电缆、电力线电缆等)的复杂家庭网络架构来互连。通常，由于这些网络架构的不同尺寸和支路，它们的相应传输功能(即，信道签名)成为可实现的网络容量的限制性因素。申请人已经观察到该限制性因素将影响在对应家庭网络上的用户QoS。
本发明的实施例基于如下研究，即可以以用户QoS类别对不同的家庭网络类型进行分类。这在图1中示出。作为一个例子，使用100MHz的频带，并且将其划分成1,024个子载波，作为ITU G.hn标准中的情形之一。图1示出具有不同数目的支路的三种类型的家庭网络拓扑。在该例子中，使用具有三个支路的第一拓扑、具有六个支路的第二拓扑以及具有十个支路的第三拓扑。对于每种类型的拓扑，使用基于传输线理论的电力线信道生成器，随机生成的开始拓扑的数目是100。用于节点的终结阻抗被设置为50欧姆，而支路并不被终结，即其是开放电路。图1中的结果示出对于这三个网络类型的每个类型的QoS可以通过容量来区分，即，通过对应信道测量来区分。
实践中，这意味着不同类型的家庭网络(例如，居民建筑、住所、办公楼等)由于它们的不同尺寸和支路复杂性而可以具有不同的容量。本发明的实施例已经被开发成记住在向用户提供特定的服务前，期望服务运营商来确定用户家庭网络的可用QoS。事实上，一些家庭网络并不能够支持所有类型的服务，并且如果不能够支持特定的服务则期望的是提前通知用户。
现在将参考图2和图3来解释本发明的一个实施例。在图2中示出了用于在本发明的实施例中使用的网络架构。网络架构包括远程服务器1，其通过因特网4并且通过家庭网关2与一系列的家庭网络3来连接。远程服务器1使用例如TR-069的用于远程管理的应用层协议来请求家庭网关2发送至少一个家庭网络参数的家庭网关测量数据。该家庭网络测量数据由被家庭网关2采集并且被再次使用用于远程管理的应用层协议来向远程服务器1发送，参见图2中的箭头5和6。尽管图2示出通过家庭网关2来采集家庭网络测量数据，本领域技术人员理解也可以从家庭网络3中的装置直接获得家庭网络测量数据。
在图3中详细示出在远程服务器1处执行的下一步骤。在已经获得了家庭网络测量数据以后，参见箭头34和35及步骤31，处理获得的家庭网络测量数据以在步骤32中估计家庭网络的容量。采集的家庭网络测量数据优选地采取频率相关矢量X的形式，例如CFR矢量、SNR矢量、BER矢量、CRC矢量、重传计数器矢量等。在下面的例子中，将考虑CFR矢量，但本领域技术人员将理解本发明的方法使用与家庭网络的容量相关联的另一矢量也是可应用的。
在步骤32中，首先选择估计度量。这是代表家庭网络的容量或代表与家庭网络的容量有关的参数的度量。在本例子中，家庭网络容量用作估计度量，因为其最为直观并且直接与QoS要求有关。然而，本领域技术人员将理解也可以使用与容量有关的其他估计度量。在步骤32中，可以采取下面的步骤：
-基于测量的CFR矢量来计算家庭网络容量，而不考虑噪声影响：
C＝f(X1，…，Xj，…，Xm)
注意每个CFR矢量Xj可以包含多个CFR测量值：Xj＝(X1，…，Xn)j，其中1≤j≤m。m代表测量的数目，并且n代表针对其执行测量的不同频率的数目。
-基于估计的容量矢量C，可以存在针对对应网络容量矢量C的导出的最小容量值Cmin、最大容量值Cmax以及平均容量值Cave。
在下一步骤33中，使用确定的Cmin、Cmax以及Cave值来对网络进行分类。进一步，可选地，可以考虑噪声签名。根据一个例子，分类也可以如下完成：
-基于Cmin和Cmax确定相似性值；
-将估计的平均容量值Cave与由服务运营商在数据库37中设置的参考QoS类别集的参考容量值进行比较。
-基于相似性值和容量值Cave，以预定义的QoS类别对家庭网络进行分类。通过这种方式，“相似的”家庭网络可以被分组在集群类别中。
-当接收到服务请求时，接着可以确定家庭网络被分类的集群类别是否可以支持该请求。噪声估计也可以用于检查它的恶化效应将多少影响到网络的估计容量。
在上面的例子中，考虑了单个的平均容量值Cave、最小容量值Cmin和最大容量值Cmax。然而，也可以对于针对一系列不同的频率或针对预定义的频带考虑平均值、最大值和最小值。
在最后的步骤39中，向服务运营商38给予对于特定家庭网络的家庭网络QoS类或服务建议。该QoS类别或服务建议有助于服务运营商评估新的客户家庭网络或维护现有客户家庭网络。就这点而言，注意到在图3中示出的方法可以在时间中的不同时刻执行，并且确定的用户QoS类别可以被存储以用于未来参考。接着，可以检测用户QoS中的改变并且适当地动作。接着可以在客户抱怨前，触发在服务运营商侧的潜在警报。
根据本发明的方法的实施例，可以持续地从多个家庭网络收集测量数据，以便紧密地跟随家庭网络的用户QoS中的改变。根据另一可能性，仅在服务运营商请求时采集和/或处理测量数据。
图4更为详细地示出远程服务器1的一个实施例。服务器1包括数据采集器41，其适于使用用于远程管理的应用层协议、通过因特网获得与家庭网络的容量关联的至少一个家庭网络参数的家庭网络测量数据；处理器42，其适于处理接收到的家庭网络测量数据，以估计家庭网络的容量或与其有关的参数；以及分类器43，其适于基于估计的容量或与其有关的参数，以用户QoS类别对所述家庭网络进行分类。远程服务器可以进一步适于根据上述关于方法讨论的任意实施例。
由于多数的家庭网络装置是支持TR-069的装置，本发明的实施例通常将不需要在终端用户的家庭网络装置处的任何硬件修改。本发明的服务器的实施例可以在服务运营商的管理中心内实现并且可以用作更为精密的监视工具的一部分。
尽管在上面结合特定的实施例陈述了本发明的原理，将要理解的是该描述仅仅是通过例子来描述的并且不被认为是由所附权利要求所确定的保护范围的限制。

Claims (13)

1.一种用于从远程服务器确定家庭网络的用户服务质量(QoS)类别的方法，包括在通过因特网与家庭网络相连接的所述远程服务器处执行的以下步骤：
-使用用于远程管理的应用层协议来获得与所述家庭网络的容量相关联的至少一个家庭网络参数的家庭网络测量数据，所述容量是对于所述家庭网络一次可以处理的业务量的测量；
-处理所述家庭网络测量数据，以估计所述家庭网络的所述容量或与其有关的参数；
-基于估计的所述容量或与其有关的参数，来按照用户QoS类别对所述家庭网络进行分类，
其中所述获得家庭网络测量数据包括获得针对所述家庭网络而测量的至少第一和第二信道频率响应(CFR)矢量；所述处理所述家庭网络测量数据包括：根据所述第一和第二CFR矢量来计算至少一个容量矢量，并且基于所述至少一个容量矢量来计算平均容量值；并且所述分类包括至少基于所述平均容量值来按照用户QoS类别对所述家庭网络进行分类。
2.根据权利要求1所述的方法，其中用于远程管理的所述应用层协议是TR-069协议。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述家庭网络通过家庭网关连接到所述因特网，并且所述网络测量通过所述家庭网关而获得。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述至少一个家庭网络参数包括以下的至少一个，以频率相关的矢量的形式：信道频率响应(CFR)、信噪比(SNR)、误比特率(BER)、循环冗余校验(CRC)、重传计数器、噪声级别。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述获得家庭网络测量数据包括：至少获得代表所述家庭网络中的噪声的一系列测量数据；以及
所述分类进一步基于代表所述噪声的所述一系列测量数据。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中分类信息存储在数据库中，并且其中基于所述分类信息和估计的所述容量或与其有关的参数来完成所述家庭网络的所述分类。
7.根据权利要求6所述的方法，其中估计的所述容量或与其有关的值被存储在所述数据库中作为参考值；以及
其中权利要求1中的所述步骤被重复以获得进一步估计的容量或与其有关的参数；以及其中该进一步估计的容量或与其有关的参数与所述参考值进行比较。
8.一种服务器，适于确定家庭网络的用户服务质量(QoS)类别，包括：
-数据采集器，适于通过因特网、使用用于远程管理的应用层协议来获得与所述家庭网络的容量相关联的至少一个家庭网络参数的家庭网络测量数据，所述容量是对于所述家庭网络一次可以处理的业务量的测量；
-处理器，适于处理所述家庭网络测量数据以估计所述家庭网络的所述容量或与其有关的参数；
-分类器，适于基于估计的所述容量或与其有关的参数来按照用户QoS类别对所述家庭网络进行分类，
其中所述数据采集器适于获得针对所述家庭网络而测量的至少第一和第二信道频率响应(CFR)矢量；所述处理器适于根据所述第一和第二CFR矢量来计算至少一个容量矢量，并且适于基于所述至少一个容量矢量来计算平均容量值；并且所述分类器适于至少基于所述平均容量值来按照用户QoS类别对所述家庭网络进行分类。
9.根据权利要求8所述的服务器，其中所述数据采集器是支持TR-069的装置。
10.根据权利要求8或9所述的服务器，其中所述至少一个家庭网络参数包括以下的至少一个，以频率相关的矢量的形式：信道频率响应(CFR)、信噪比(SNR)、误比特率(BER)、循环冗余校验(CRC)、重传计数器、噪声级别。
11.根据权利要求8或9所述的服务器，其中所述数据采集器适于至少获得代表所述家庭网络中的噪声的一系列测量数据；以及
所述分类器适于基于代表所述噪声的所述一系列测量数据来对所述家庭网络进行分类。
12.一种用于确定家庭网络的用户服务质量(QoS)类别的系统，包括根据权利要求8-11的任意一项所述的服务器和家庭网关，所述服务器通过因特网连接到所述家庭网关，其中所述家庭网关是支持TR-069的装置，所述支持TR-069的装置适于从所述服务器接收针对与所述家庭网关的容量相关联的至少一个家庭网络参数的所述网络测量数据的请求，适于获得所述至少一个家庭网络参数的测量数据，并且适于向所述服务器发送所述网络测量数据。
13.根据权利要求12所述的系统，进一步包括数据库，所述数据库存储分类信息；其中所述分类器适于基于所述分类信息来按照用户QoS类别对家庭网络进行分类。
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