CN106233669A - 动态线路管理 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种数字用户线路的动态线路管理(DLM)的方法。为数字用户线路计算体验质量(QoE)测量，并且将QoE与相应的DLM线路配置文件、以及与所述线路配置文件相关的线路同步速率一起记录。优选地，QoE测量基于预定时间段内平均的诸如线路上的错误率的计数以及线路上的同步丧失的线路参数。其它的线路参数可以被用于确定QoE测量。当DLM用尽所有可用的线路配置文件时，本发明查看与当前应用的线路配置文件相关的QoE是否是对先前应用的线路配置文件的QoE的提高，如果是提高，则保持当前线路配置文件。然而，如果新的QoE不是对与先前应用的线路配置文件相关的QoE的提高，则本发明将线路恢复到较早的线路配置文件中的一个线路配置文件。被选择用于恢复的线路配置文件是具有相同的或更好的QoE的线路配置文件，并且如果存在满足该条件的多个线路配置文件，则选择具有最高相关线路同步速率的线路配置文件。

Description

动态线路管理

技术领域

本发明涉及一种管理电信网络中的数字用户线路的方法，具体地，依赖于与线路相关的体验质量测量进行动态线路管理配置文件调整。

背景技术

经常被称为“宽带”的数字用户线路(DSL)技术是通过金属双绞铜线提供高速数字数据传输的服务族，所述金属双绞铜线形成本地电话网的一部分。DSL通常被用于将通常经由互联网服务提供商(ISP)到互联网的网络连接提供给用户的家。

然而，DSL线路易受干扰的影响，引起传输错误及同步问题。当干扰太大以至于正被传输的数据(信号)不能被正确处理时，就会丢失线路上的同步。线路管理技术通过设法稳定线路来帮助解决这一问题，通常以线路同步速率为代价。一种这样的技术被称为动态线路管理DLM。

DLM监控与DSL线路相关的线路参数(例如，错误率和重同步事件)，并且相应地为每条线路设置线路配置文件。线路配置文件确定了用在线路上的配置参数，所述配置参数可以包括目标信噪比容限的设置、纠错术的使用、以及甚至为线路同步速率设置上限。所有这些都影响线路将要同步的速率。利用DLM，线路配置文件的使用提供了线路稳定性与同步速率的折衷。例如，设置具有较高目标信噪比容限的线路配置文件可能会导致更加稳定的线路，所述线路更能容忍线路上噪声的存在，但是所得到的同步速率将降低。

然而，网络中可能会出现即使DLM也不能找到可以使DSL线路的性能稳定的线路配置文件的某些情况。这些情况的示例包括重复电脉冲噪声(REIN)和线路上的金属性故障(诸如，高电阻接头或不稳定的物理连接)。虽然REIN可以例如起源于故障的外部电源(诸如，供电单元和照明单元)，但是由于经常很难识别出源头，因此REIN尤其有问题。这些情况可以是仅持续几秒的短暂事件，或者可以存在较长时间段(几分钟甚至几小时)。在该时间期间，即使利用DLM运作，DSL线路也可能无法实现同步或仅能以很低的同步速率进行同步。

发明内容

本发明的多个方面旨在提供一种改进的动态线路管理方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种管理网络中的数字用户线路的方法，所述方法包括：

确定与应用于数字用户线路的多个线路配置文件中的各个线路配置文件相关的体验质量测量和线路同步速率；

从应用于数字用户线路的多个线路配置文件中选择线路配置文件，该线路配置文件的相关体验质量测量等于或优于与当前应用于数字用户线路的线路配置文件相关的体验质量测量，并且，如果存在超过一个具有相同的或更好的体验质量测量的线路配置文件，则选择具有最高相关线路同步速率的线路配置文件；

将所选择的线路配置文件应用于数字用户线路。

该方法可以首先将多个配置文件应用于数字用户线路，直到没有剩余的另外的配置文件可用为止。当DLM检测到线路的问题，并且试图通过相继地应用线路配置文件直到没有剩余配置文件可用为止来稳定线路而不成功时，这种情况可能发生。

体验质量测量可以依赖于与数字用户线路相关的线路参数，并且其中，所述线路参数指示线路上的性能。此外，该体验质量测量可以是时间相关的。例如，通常仅在下午6点与凌晨12点之间的夜晚使用线路的消费用户可能具有根据这些时段期间加权的体验质量测量。

该方法还可以包括在选择步骤之前判定针对当前配置文件的体验质量测量是否是对先前应用的配置文件的提高。

根据本发明另一方面，提供了一种用于管理数字用户线路的线路管理模块，所述线路管理模块适于：

确定与应用于数字用户线路的多个线路配置文件中的每个线路配置文件相关的体验质量测量和线路同步速率；

从应用于数字用户线路的多个线路配置文件中选择具有等于或更好于与当前应用于数字用户线路的线路配置文件相关的体验质量测量的相关体验质量测量的线路配置文件，并且如果存在不止一个具有相同的或更好的体验质量测量的线路配置文件，则选择具有最高相关线路同步速率的线路配置文件；

将所选择的线路配置文件应用于数字用户线路。

本发明的示例中，为了提高DSL线路性能，针对DLM过程中的每个步骤确定体验质量(QoE)测量。一旦DLM过程已达到尽可能地使线路稳定，那么如果QoE度量没有显著提高，则为了相同的或更好的QoE，线路返回到先前应用的、给出最好的DSL性能(尤其涉及到同步速率)的配置文件。然后，只有在QoE测量劣化或提高的情况下，系统恢复到标准的DLM，来尝试并寻找更合适的配置文件。

在受到某些类型的外部噪音或金属线故障情况的影响的一些实际线路中已经观察到，在一天中的某些时段里，DSL性能的劣化超出了正常DLM系统能够稳定的范围。在其它不出现该情况的时间里，线路能够很好地运行。然而，现有的DLM系统将会逐渐地应用将压低线路的性能的配置文件(通常压低到非常低的同步速率)，一直保持到该情况消除。对于某些类型的噪音，这种情况永远不会消除，所以终端用户的体验总是保持很差。本发明旨在当DLM单独无法改进现状时，给用户可能的最佳体验(通常在同步速率方面)。

附图说明

为了更好的理解本发明，现在将仅以示例的方式对附图进行参照，附图中：

图1是示出了电话交换机(exchange)和达到客户端的DSL线路的系统图；

图2是概括本发明的示例的预备步骤的流程图；

图3是概括本发明的示例的主要步骤的流程图。

具体实施方式

本文将参照具体示例描述本发明。然而，本发明并不限于这些示例。

本发明涉及一种数字用户线路的动态线路管理(DLM)的方法。为数字用户线路计算体验质量(QoE)测量，并且将QoE与各自的DLM线路配置文件、以及与所述线路配置相关的线路同步速率也一起记录下来。优选地，QoE测量基于预定时间段内平均的诸如线路上的错误率的计数以及线路上的同步丢失的线路参数。其它的线路参数可以被用于确定QoE测量。当DLM用尽所有可用的线路配置文件后，本发明查看与当前应用的线路配置文件相关的QoE是否是对先前应用的线路配置文件的QoE的提高，并且如果是提高，则保持当前线路配置文件。然而，如果新的QoE不是对与先前应用的线路配置文件相关的QoE的提高，则本发明将线路恢复到较早的线路配置文件中的一个线路配置文件。被选择用于恢复的线路配置文件是具有相同的或更好的QoE的线路配置文件，并且如果存在满足该条件的多个线路配置文件，则选择具有最高相关线路同步速率的线路配置文件。

图1示出了包括客户端102的电信网络100。客户端102经由电话线路106连接到电话交换机104。电话线106是双绞铜线或铝线。在客户端102内，存在诸如调制解调器或家庭集线器的客户端设备CPE 108，线路106连接到客户端设备CPE 108。在交换机104处，线路106连接到数字用户线路接入复用器DSLAM 110。

DSLAM 110是向所连接的线路和所关联的客户端提供数字用户线路(DSL)服务的网络元件。因此，线路106还被称为数字用户线路或DSL线路。连接到DSLAM 110的是速率自适应管理模块112，速率自适应管理模块112为连接到DSLAM 110的线路提供动态线路管理DLM。速率自适应管理模块112监控所连接的线路的性能，并且使用DLM来确定线路的稳定性并将合适的线路配置文件应用于该线路。线路配置文件为线路定义了工作参数，诸如，目标信噪比容限、将被使用的纠错技术、以及是否应该对线路同步速率设置上限。当初始化或同步线路时，由DSLAM110使用这些工作参数。由速率自适应管理模块112进行的线路配置文件的选择是基于在DSLAM 110及CPE 108处测量的线路性能参数。

速率自适应管理模块112可以访问数据存储器114，数据存储器114可以是硬盘阵列、固态存储器或类似存储器。数据存储器114被用于存储线路参数及与线路106相关的其它数据，并且可以被用于存储由DSLAM 110报告的测量。

尽管此处将速率自适应管理模块112描述为连接到DLSAM 110并位于DLSAM 110附近，模块112可以位于较远地分开的位置，而且可以经由管理接口间接地连接。

现在将更详细地描述根据本发明的多个方面的速率自适应管理模块112的操作。

DSLAM 110也具有到数据供应网络的向前连接116。本领域技术人员也将理解，交换机104中存在其它的元件，诸如，为所连接的线路提供标准PSTN服务的元件。然而，为了简化起见，已经省略了这些元件。

尽管本示例示出DSLAM 110位于交换机104中，本发明仍然将适用于DSLAM位于别处的配置。例如，在光纤到机柜(FTTC)的布置中，DSLAM 110将位于路旁的机柜内，该机柜通常比交换机更靠近客户端。因此，在光纤到分配点或光纤到远端节点的一般布置中，网络电子设备所位于的网络中的任何其它点对于DSLAM的位置来说也将是可应用的。

在可选的网络布置中，可以由MSAN(多服务接入节点)提供类DSLAM功能，MSAN还提供诸如语音的其它能力。

DSL线路106在其操作期间将经历不同程度的干扰。如上所述，速率自适应管理模块112将通过应用DLM和必要时不同的线路配置文件来尝试并稳定线路106。

现在将参照图2的流程图描述本发明的示例。除非另作说明，图2的步骤由速率自适应管理模块112来执行。

过程在步骤200处开始，初始化线路106，并且由速率自适应管理模块112选择线路配置文件，并且由DSLAM 110应用该线路配置文件。在初始化过程期间，DSLAM和CPE 108中的调制解调器对线路106执行信道分析，并且彼此进行通信以实现线路106的同步。线路初始化时应用的线路配置文件通常是预定的线路配置文件。在该示例中，线路配置文件可以以全速率自适应配置文件开始，该全速率自适应配置文件允许DSLAM 110和CPE 108以当前线路条件下可能最佳的线路速率进行同步。该速率可能低于线路配置文件允许的绝对最大值。在成功的同步之后，将建立线路的初始同步速率，并且线路106准备好承载数据。所应用的线路配置文件和相应的线路同步速率被存储在数据存储器114中。

在步骤202中，监控线路106的性能。由DSLAM 110完成该步骤，其中，各种线路参数被测量并被存储在数据存储器104中。这些线路参数指示线路的性能，并且包括例如初始化的数量、误码秒(errored second)、平均错误间隔时间(MTBE)、未纠正的错误、编码违例、噪音容限和线路速率。注意，MTBE是误码秒之间的平均时间，与作为不能被纠正的所有错误的计数的未纠正的错误相比像这样，数据存储器114将会为线路106存储在任何给定时间应用的线路配置文件的指示以及针对线路106测量的线路参数的历史。每15分钟测量线路参数，但是可以使用任何时间间隔。

在步骤204中，速率自适应管理模块112为线路106计算体验质量(QoE)测量。优选地使用从DSLAM 110/数据存储器114获取的线路参数来计算QoE测量。下面是如何计算QoE测量的示例。

QoE测量可以由单独的QoE测量构成，每个单独的QoE测量针对多个线路参数中的每个线路参数，这些单独的测量然后可以被组合在一起。这些线路参数是由网络运营商根据对于运营商和/或终端用户的重要性来挑选出来的。在该示例中，使用了给定时段的误码秒的数量以及线路初始化的数量，这二者均可以指示线路的性能。重要性也可以与线路的使用的时间相关，例如，商业用户可以仅对周一至周五的工作时段(比方说上午8点至下午6点)内的性能感兴趣。使用的时间也可以通过查看线路的业务统计来确定。然后，使用时间的统计可以被用于对各个时段的QoE值进行加权。优选地，权重(time_weighting_n)应当是在0至1范围内的乘数，其中，默认＝1，并且反映了一天中的给定时间的重要性。因此，对于商业线路，在上午8点至下午6点之间，time_weighting可以被设置为1，但是这几个小时之外，权重可以被设置为接近于0。类似地，对于一个典型的消费用户，该消费用户通常仅在下午6点至凌晨12点之间的夜晚使用线路，则权重可在该时段被设置为1，而在该时段之外的时段可能接近于0。

最初，针对每个时间窗口n(例如每60分钟，然而也可以是更大或更小的粒度)计算每个正在被监控的参数的QoE测量。

下面的公式(1)示出了与时段n内误码秒参数相关的单独的QoE测量，QoE_error_n：

$QoE\_{\mathrm{error}}_n=\left(\frac{errored\sec ondsfortime{\mathrm{period}}_n}{timeperiod}\right)time\_{\mathrm{weighting}}_n---\left(1\right)$

其中，time period是时段n的持续时间，并且time_weighting_n是如上所述的与时段n相关的权重。

下面的公式(2)示出了与时段n内线路初始化数参数相关的单独的QoE测量QoE_init_n：

$QoE\_{\mathrm{init}}_n=\left(\frac{initsfortime{\mathrm{period}}_n}{timeperiod}\right)time\_{\mathrm{weighting}}_n---\left(2\right)$

其中，time period是时段n的持续时间，并且time_weighting_n是如上所述的与时段n相关的权重。

可以使用附加的或另选的单独的QoE测量。

然后，通过对单独的QoE测量求和来创建每日的QoE测量。这在一整天中可以部分地计算，而不必针对一整天计算。由于一周中的某天可能也是重要的，则对于那一天的QoE计算也可以应用一周的一天权重(是在0至1范围的乘数，默认值＝1)。此外，日期权重可以基于使用统计数据或已知的使用模式(即，仅工作日)。下面的公式(3)示出了应用日期权重的每日QoE测量QoE_day，：

${\mathrm{QoE}}_{day}=\left({\Σ}_{n=1}^{n\_total}QoE\_{\mathrm{error}}_n+QoE\_{\mathrm{init}}_n\right)day\_weighting---\left(3\right)$

对于每个新的一天，将会有新的QoE_day测量。

由于可以针对不确定的时长应用配置文件，优选地，在应用相关的线路配置文件的持续时间内对所有QoE_day测量求平均。针对配置文件所得到的QoE测量QoE(配置文件)是基于对与正在应用的线路配置文件相关的所有的每日QoE测量连续地求平均的QoE测量。

作为替代方案，QoE(配置文件)可以仅考虑有限天数测量，诸如最近的28天或仅最近的7天。

应该注意，上述的time_weighting及day_weighting是可选的并且可以被省略，这可以通过总是将它们设置为1来有效的完成。

在步骤204中，所计算的QoE与当前线路配置文件一起被存储在数据存储器114中。

在步骤206中，速率自适应管理模块112查看步骤202中测量的线路参数是否在由DLM设置的预定阈值内。这是对线路稳定性的有效的检查。通常，当DLM需要采取措施来稳定线路性能时，将会向下管理线路配置文件，直到线路稳定或者DLM将待应用的配置文件用完为止。检查的最常见的参数包括时间段内误码秒或MTBE及初始化线路参数。所设置的特定的阈值限制是可变的，并且可以由网络运营商来调整。通常，按天执行作为DLM结果的线路参数检查。

如果参数在阈值内，则认为线路106是稳定的，并且过程返回至步骤202，其中，持续监控线路，并且测量并存储参数。

然而，如果参数不在阈值内，则认为线路106是不稳定的。过程则相反转至步骤208，在步骤208中，由速率自适应管理模块112进行检查以判定是否存在可用的另选配置文件。如新的配置文件是可用的，则在步骤210中由DSLAM应用该新的配置文件，并且线路106重新同步以应用新的配置文件。然后过程返回至步骤202，在步骤202中，监控线路106并且将线路参数与新的配置文件的细节一起存储。与新的配置文件相关的新QoE也被计算并被存储，并且该过程重复，其中，持续检查线路并且按需调整配置文件来尝试并稳定线路106。

然而，如果在步骤208中不存在可用的另选配置文件，则DLM通过调整线路配置文件以尽其所能来尝试并稳定线路。当这种情况发生时，过程转至图3中的步骤300。

作为步骤202至208的结果，以及DLM重复应用新的配置文件，数据存储器114将存储有先前和当前应用的配置文件的细节以及相关的QoE(和任何线路参数测量)。下表示出了所存储的数据，所述数据包括步骤202中所述的线路同步速率。然而，为了清楚起见，省略了线路参数测量。

配置文件	QoE	同步速率
			配置文件1	QoE(配置文件1)	速率(配置文件1)
配置文件2	QoE(配置文件2)	速率(配置文件2)
			...	...	...
配置文件m	QoE(配置文件m)	速率(配置文件m)

表1

图3示出了本发明的步骤，其中，评估当前QoE，并且如果DLM尚未作出改进，则进行尝试以将线路106返回到先前应用的配置文件，该配置文件在相同的QoE下给出最佳性能。过程开始于步骤300，该步骤中，速率自适应管理模块112使用存储在数据存储器114中的历史配置文件数据，将当前正被应用于线路106的配置文件的QoE和与先前应用的配置文件相关的QoE进行比较。

在步骤302中，执行测试来判定当前QoE是否小于来自任何先前应用的配置文件的QoE。这相当于终端用户的体验质量的提高。基于上面的QoE的计算，低的QoE比高的QoE更优选，并且因此，该测试将是针对每个先前配置文件判断是否QoE(当前配置文件)＜QoE(先前配置文件)-T，其中，T是可接受的容限。如果QoE(当前配置文件)较低，则过程转回至步骤202。然而，如果QoE(当前配置文件)大于或等于先前QoE值，则过程转至步骤304，并且本发明将尝试识别并应用具有相似的QoE测量的较早的线路配置文件。

在步骤304中，从所存储的配置文件(如表1所列)识别先前应用的配置文件，该配置文件具有相同的或更佳的相关QoE。因此，执行上述检查来看看是否QoE(当前)＜QoE(先前配置文件)。如果存在具有相同的或更佳的QoE的多个先前应用的配置文件，则选择具有最高相关同步速率的配置文件。

在步骤306中，通过在DSLAM 110处重新同步线路106，将所识别的先前配置文件应用于线路106。

在线路106重新同步之后，线路106并未回到图2中的DLM过程。相反，在步骤308处开始连续监控线路106，并且每60分钟计算单独QoE测量，像上面那样，每天计算配置文件的当前QoE。最初，将仅存在单个QoE测量，就如在步骤306中应用先前配置文件之后所计算出的初始QoE，但是随着时间推移，将存在更新的当前QoE测量(在该示例中为每天)。在步骤310中，针对目前配置文件进行检查以查看最新的当前QoE相对于初始QoE测量的变化是否超出预定阈值。如果没有超出，则过程循环回步骤308，同时连续监控线路，并且重新计算当前QoE。然而，如果当前QoE改变超出了阈值，则线路性能显著提高或劣化，在如表1所示的配置文件数据在步骤312首先被清除之后，过程返回至步骤202，并且应用标准DLM。

步骤310中使用的阈值可以由网络运营商进行调整，目的在于解释实际上相同的所计算的QoE测量的较小变化，并且避免作为微小运算波动的结果跳入和跳出过程。

步骤308和310的最后回路的目的在于，将线路106保持在新的配置文件上，同时当前QoE不发生显著变化，但是一旦当前QoE发生显著的改变，则将过程切换回到开始于步骤202处的标准DLM。在返回到步骤202中的标准DLM时，在步骤312清除与配置文件有关地存储的数据(如表1所示)，从而仅使用与新的/最近的DLM循环中的那些配置文件有关的数据。

本发明的示例性实施方式至少部分地由可执行的计算机程序代码实现，该可执行的计算机程序代码可以被具体实现为应用程序数据。当这种计算机程序代码被加载到速率自适应管理模块112的处理器的存储器中时，可以提供一种计算机程序代码结构，该计算机程序代码结构能够执行根据本发明的上述示例性实施方式的方法的至少部分。

本领域技术人员将理解，涉及的计算机程序结构与图2和图3所示流程图对应，其中，流程图中的每个步骤与计算机程序代码中的至少一行相对应，并且使得结合速率自适应管理模块112中的处理器来提供用于实现所述过程的装置。

一般而言，在此应当注意，尽管上面描述了本发明的示例，但是存在多种变型和修改，可以在不超出所附权利要求所限定的本发明的范围的情况下进行这些变型和修改。本领域技术人员将认可所述示例的修改。

Claims (6)

1.一种管理网络中的数字用户线路的方法，所述方法包括：

a)确定与应用于所述数字用户线路的多个线路配置文件中的各个线路配置文件相关的体验质量测量和线路同步速率；

b)从应用于所述数字用户线路的所述多个线路配置文件选择线路配置文件，该线路配置文件的相关体验质量测量等于或优于与当前应用于所述数字用户线路的线路配置文件相关的体验质量测量，并且如果存在超过一个具有相同的或更好的体验质量测量的线路配置文件，则选择具有最高相关线路同步速率的线路配置文件；

c)将所选择的线路配置文件应用于所述数字用户线路。

2.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：首先将多个配置文件应用于所述数字用户线路，直到没有另外的配置文件来应用为止。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述体验质量测量取决于与所述数字用户线路相关的线路参数，并且其中，所述线路参数指示所述线路上的性能。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述体验质量测量是时间相关的。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括：在所述选择的步骤之前，判定针对当前配置文件的体验质量测量是否是对先前应用的配置文件的改进。

6.一种用于管理数字用户线路的线路管理模块，所述线路管理模块适于：

a)确定与应用于所述数字用户线路的多个线路配置文件中的各个线路配置文件相关的体验质量测量和线路同步速率；

b)从应用于所述数字用户线路的所述多个线路配置文件中选择线路配置文件，该线路配置文件的相关体验质量测量等于或优于与当前应用于所述数字用户线路的线路配置文件相关的体验质量测量，并且如果存在超过一个具有相同的或更好的体验质量测量的线路配置文件，则选择具有最高相关线路同步速率的线路配置文件；

c)将所选择的线路配置文件应用于所述数字用户线路。