CN1887010A - 服务质量监控架构、相关方法、网络及计算机程序产品 - Google Patents

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Abstract

一种用于在包括一组终端(MT)的电信网络中监控服务质量(QoS)的架构配置前述一组终端中的终端(MT)以安装能够被配置成与下述进程进行接口的测量代理(MEA，MEM)，所述进程是在用于管理所述网络的应用会话的进程和用于测量网络自身的运行状况的进程之中选择的。还提供管理和配置子系统(TQMS)，包括：模块(S)，用于调度可根据标识测量活动的一组特征而包括终端的相应子集的服务质量测量活动。为了执行前述测量活动，调度模块(S)能够配置由根据所述一组标识特征而包括在所述相关子集中的终端所安装有的测量代理(MEA，MEM)。用于对测量数据的收集进行管理的附加子系统(TDCM)包括：用于存储测量数据的数据库(DB)和用于处理数据的处理中心。

Description

服务质量监控架构、相关方法、 网络及计算机程序产品
技术领域
本发明涉及在电信网络中监控服务质量(QoS)的技术。对本发明的开发尤其关注其在移动通信网络中的可能应用。然而，对该特定的可能应用领域的提及并不应理解为对本发明范围的限制。
背景技术
随着移动网络从GSM到GPRS以及最近到UMTS的出现和发展，可用于该领域或出现在该领域的语音、数据、多媒体服务的种类和数量在功能特征以及性能需求两方面正在增长，以满足由用户表达的需求或来自更加竞争性的市场的需求。
对于移动服务提供商，能够获得关于其服务的定性基准日益成为成功和市场渗透的因素，以及包含对收益有重要影响的“搅拌(churn)”现象的因素。
为了实现定性基准，服务提供商的基本需要与下述能力充分联系：
-以尽可能接近主观感觉的方式来客观评估和管理服务质量(QoS)，
-以系统化的方式测量QoS，其中关注于关键情况或恶化的来源；以及
-以可与其它运营商进行比较的方式来评估QoS等级。
所有这些都还要求能够以低成本执行测量。因此，服务提供商必须具有可用的QoS和性能数据，所述QoS和性能数据是：
-系统化的，具有精确和可靠的数据，以监控所提供的质量等级(参照应用会话)；
-及时的，以突出质量恶化(其可与用户和包含的通信关联，以及可以是相关的原因和位置信息)，能够促进和驱动故障定位和改进活动，并使其更及时和有效；
-具体的，其数据不仅能够用于计划目的，而且能够用于网络资源(无线接入网和核心网)的配置和管理的实时优化，以及还能够用于与其它运营商进行比较从而面对竞争。
对于移动服务的用户，能够在通信期间获得高质量的等级，具有关于签署的合同(SLA)的质量和运营等级的客观文件，并不只是需求，而且也是增加用户的满意度并因此增加用户对服务提供商的忠诚度的服务提供商的透明度和形象因素的保证。
移动无线网络环境(受限的无线资源容量、移动性、与固定网络的集成、终端的屏幕和键盘的受限的尺寸等)以及在其中提供的服务(例如定位、MMS、视频流、多媒体)的复杂度和异质性使得难以获得在通信期间经历的动态变化的质量等级的精确和准时的测量。这是因为除了参照与用户签署的参考合同之外，关于保证的质量(请求的)和优先级(RSVP、DiffServ等)，所述质量等级取决于对基于具有动态控制和差异化的且复杂的流管理(3GPP TS 23.207)的差异化服务以及业务(traffic)类别(会话、流、交互、背景，例如参见3GPP TS23.107)的更复杂的管理。
尽可能接近于符合用户感知的质量并且不仅可由服务提供商/运营商使用而且还可由用户自身使用的对所提供的服务质量的客观的、系统化的和及时的评估日益导致在链路末端的接入点(用户终端和应用服务器)中以及在用户终端应用交互(应用层或可能的最高协议层)中对测量点和性能监控点进行分散化。
迄今，已经使用的方法和技术基本上基于：
-QoS测量和管理技术，其基于作为典型的无线接入的质量和运行状况的终端和网络测量，也用于切换的优化管理和无线资源的优化管理，例如(虽然是错误的)通常被称为QoS测量的对发射或接收功率、BER、频谱、上行链路和下行链路信道上的干扰的测量，(例如参见WO-A-01/19114和US-A-6449464)。这些测量虽然间接地增加了所提供的质量等级，但不能关于用户感知的质量直接以定量和定性的方法来评估质量等级；
-在实际业务状况下，监控在传送级的共享的网络和链路资源的性能(通常由移动无线运营商通过以采样或用计数器计数而得到的内部或外部测量来进行，但几乎不涉及终端，因此并非是端到端的并且不是在应用级的)，明显地限制了基于呼叫和/或服务会话在网络中将所述测量与用户实际感知的以及从激活协调的(co-ordinated)测量活动(campaign)的难度中得到的通信质量进行关联的能力；
-在仿真(artificial)业务状况下使用终端和/或专用的设备(其特征并非总是等同于用户使用的商业移动无线终端)进行的测量活动，显然缺乏灵活性和精确性，并由于连续使用专业人员以及附带生成的业务(例如参见US 2001/0041556，US 2002/0077786，US 2002/0015398以及WO-A-01/72058)而导致高成本；和/或
-通过网络资源的动态管理实现的QoS控制技术，其能够适合于对于请求的一种服务或多种服务的需求，例如美国专利申请US2002/0141446、US 2003/0112766和US 2002/0181394所描述的那样。
详细检查一些关于该主题的近来的文献，专利US-A-6 434 364描述了一种支持移动测试软件代理(MTSA)的通信系统。申请人观察到，该系统除了仅基于GSM网络之外还有一些与测量类型和可测量参数相关的限制。具体地说，其无法获得应用会话的定性参数(时延、抖动、损耗...)、或涉及会话的运行状况的性能参数(链路吞吐量、CPU和存储器使用等级、终端缓冲器拥塞)。该系统不提供关于应用会话的质量测量，而仅提供关于在低传送层的无线信道的性能测量。监控系统的全部操作被集成在网络的功能中，也就是说，其使用移动无线网络的所有正常功能。这样导致的问题在于使用多种标准的环境中的平台。此外，该系统无法适应于网络和终端的负荷状况。
我们还可提及SwissQual AG，Zuchwill CH公司的商业产品QualiPoc：这是一种加载监控软件的仅在仿真业务中运行的系统，其中，手动完成终端配置；该产品不允许配置所进行的测量，或配置测量程序。该产品不监控使用中的终端和/或网络资源；测量被本地下载，而没有机会将系统与其它监控平台集成起来；其仅可用于MMS服务。
发明内容
本发明的目的在于解决上述方案的关键方面。
根据本发明，由于用于监控服务质量的架构具有在所附权利要求中明确描述的特征而实现了所述目的。本发明还适合于相关的网络、相应的方法以及能够加载到至少一台电子计算机存储器中的计算机产品，该产品包括当在电子计算机上执行所述产品时用于实现根据本发明的架构和/或方法的软件代码部分。清楚地表明对电子计算机的引用以突出以分散的等级实现根据本发明的解决方案的可能性。
因此，本发明当前优选的实施例允许获得用于在包括一组终端的电信网络中监控服务质量(QoS)的架构。所述一组终端中的终端安装有可配置成与下述进程进行接口的测量代理，其中在用于管理所述网络的应用会话的进程和用于测量网络自身的运行状况的进程之中选择所述进程。还提供一种管理和配置子系统，包括用于调度服务质量测量活动的模块，能够根据对测量活动进行标识的一组特征而包含终端的相应子集。为了执行前述测量活动的目的，调度模块能够配置由根据所述一组标识特征而包括在所述相关子集中的终端所安装有的测量代理。
有利的是，还提供一种用于对测量数据的收集进行管理的附加子系统，优选地包括：数据库，用于存储测量数据；以及处理中心，用于处理数据自身。
在当前优选的实施例中，在此描述的解决方案克服与上面标识的解决方案固有地联系的关键问题，特别是参照一个或多个下面的运行方面：
-可进行的测量的类型(定性的、与性能相关的)，
-测量的类型(仿真业务、真实业务)，
-依靠软件代理而无需ad hoc硬件来进行测量的可能性，
-动态地远程配置测量的能力，
-选择终端的能力，其中可对测量进行远程编程和调度激活，
-使用无线信道直接传送配置命令和数据的模式：例如，SMS、TCP/IP、UDP等，
-可测量的参数：质量(在会话级的时延、抖动、损耗)，与性能相关的参数(在传送级的时延、吞吐量、损耗)，表征终端和网络运行状况的参数，
-物理测量点的位置(终端、PC、系统、节点)，
-逻辑测量点(协议层)的位置：例如低层(物理层、链路层)，
-在测量期间终端的位置，
-测量的深度(端到端和关于单个用户的单个呼叫)，
-在与用户最接近的点并在应用上执行质量测量的能力(例如，在音频视频数据多媒体服务的情况下，能够针对单个媒体以及它们之间的关系而执行差异化的质量测量，例如音频和视频之间的同步的测量)，
-传送并收集测量结果的模式：“报告结果消息”(例如是在正常无线信道上进行传送的)，
-对于可被激活的终端的采样的类型和数量的测量的特征的适应性，
-对终端和网络的运行状况的测量进行处理、管理、收集的适应性，
-对于从网络类型(例如移动无线电)、服务类型、终端类型和特定网络功能(握手、漫游、定位等)得到的上下文的无关性，
-扩展为新的服务/应用的容易性，
-灵活性(与在链路中使用的类型、资源、技术的无关性)，
-稳定性(在网络中进行改变/演进的情况下)
-与其它性能测量/监控系统进行接口的容易性，
-测量数据的安全性/可靠性，
-对链路上的同类性能/质量测量的区分，以及
-将质量与传送性能测量进行关联的能力。
可根据按同时和协调的方式确保以上描述的功能的方式来配置在此描述的系统，尽管也可实现所述功能的子集，而不会因此脱离在此描述的本发明的范围。
通常，除了允许的集成地、详细地并精确地显示质量等级之外，本发明还可允许将质量等级与所述质量等级所达到的运行状况进行相关联，并允许将质量和性能参数进行关联(例如在无线信道和分下的(dropped)通信的质量/功率的等级之间)。
可升级和模块化的所述系统极好地满足了关于终端和用户的对所测量的数据、功能和性能透明性(即非插入特性)的安全性和可靠性的要求，并极好地满足了关于将被测量的服务的经济透明性。
附图说明
现通过参照附图完全以非限定示例的方式来描述本发明，其中：
图1是示出在此描述的平台架构的功能框图，
图2是示出用于前述平台的交互作用的流的示图，
图3是示出在图1中的平台中在将测量随后下载到收集中心的情况下在外围代理激活并执行测量的功能步骤的示图，以及
图4是示出从终端侧看到的在此描述的平台的使用的可能的类型的另一功能性框图。
具体实施方式
图1示出在此描述的系统的一般架构，突出构成其的功能模块以及通信和测量代理的位置。图中还示出的是来自/去到系统的用户以及到用于收集、分析和报告结果的外部系统两者的外部交互作用。
简言之，根据任意标准，在移动终端MT等级参照(优选的，但并非必要的)对移动通信网络的应用，提供以下部件：
-测量代理MEA(Measurement Executor Agent，测量执行器代理)，
-测量加工模块(Measurement Elaboration Module，MEM)，以及
-通信代理CA1。
在监督测量的管理和配置系统(在此指示的为TQMS，参照终端质量测量调度器的典型任务)的等级替代地存在：
-测量活动调度器S，
-通信代理CA2，以及
-用于与系统的用户进行接口的接口A1。
在具有对数据收集进行管理的功能的子系统(终端数据收集器管理器或TDCM)的等级存在：
-数据库DB，
-处理中心EC，
-收集中心CC，
-通信代理CA3，以及
-用于在平台和任意外部系统之间进行接口的接口A2。
由通信代理CA1、CA2和CA3来确保在描述的各种架构组件之间的对话(应注意的是，通常在多个移动终端的等级-以及实际上在网络的所有移动终端的等级上再现参照移动终端TM示出的结构)。
虽然尤其是为了进行对测量数据的交换而在移动终端TM和管理器模块TDCM之间(以及可能地在移动终端和移动终端之间)提供直接通信，但与管理和配置子系统TQMS相关的代理CA2通常执行协调节点的任务。具体地说，在图1的示图中，分别以实线和虚线来表示数据线和信令线。
用户能够与TQMS子系统协调以获得联合的同时测量。
虽然在图中未明确指示，但在终端上实现的测量功能也可用在应用服务器上。因此，TQMS和TDCM子系统能够与位于服务器上的代理进行交互。
在此描述的架构定义和实现用于在应用层监控端到端QoS的系统，其中，以对用户透明的方式通过直接位于终端TM上(以及位于应用服务器上)的代理来实现基本测量。
因为无线网络/服务就需求和资源可用性而言是最严格的环境，尤其在终端级(关于CPU和存储器)以及链路级，其中信道吞吐量受限于无线接入，所以本描述关注无线网络/服务。可容易地将系统扩展到使用有线网络的服务(基本上是数据)或扩展到在无线和有线混合的链路上的服务，其中终端可以是以无线或有线的方式连接到网络的蜂窝电话或PC。
基础系统可被开发为包括对于服务提供商和用户两者的相当感兴趣的多种使用。
服务提供商可使用系统来执行系统化的测量，以激活关注的或故障定位的测量，或用于验证由用户规定的SLA的测量。该系统首先通过对呼叫的相同采样的同时测量使服务提供商能够进行对链路上的恶化的责任方的分段分析(归结原因，例如由于终端，而不是应用服务器或网络)，并进行在不同协议等级之间(例如在传送级和应用级之间)测量的同类参数之间的相关性的分析。
如果用户被启用并被授权，则他/她能够激活测量，并直接在管理和配置子系统TQMS的终端的屏幕上(通过GUI图形接口)直接显示为通信获得的质量等级，或能够通过对规定的等级进行突出的比较来进行SLA验证。
如果恶化责任在于终端(或在应用服务器上)，则可能以可通过系统自身而获得的ad hoc测量来进行本地诊断调查。尤其在无线接入系统上，所有这些测量连同在无线信道上以及位于终端的其它测量允许进行优化/重新配置操作或短期/中期小区重新规划。
可在用户激活的通信的真实业务中执行测量，以及当蜂窝电话处于空闲状态或移动无线终端不准备执行将为测量而激活的相同类型的服务时，在网络驱动的仿真业务中执行测量。也可由用户为正在进行的通信而激活在真实业务中的测量。由网络(通过调度器远程地)或由用户(在终端上)配置所有测量(在可能的测量中)。
终端TM上的测量代理MEA与用于进行服务的应用进程进行接口，还与用于测量使用的移动无线信道的进程进行接口，并与终端自身中的运行进程进行接口。可按这样的方式执行下述测量：
-在应用层的服务质量等级(信息内容的可用性、可访问性、链路掉话、时延、损耗、整体性，诸如在3GPP TS 23.207规范中规定的那样)，
-被使用的无线信道的功率和质量(BER、干扰......)，
-端到端连接的性能特征(吞吐量)，
-终端状态和位置，
-终端(或服务器)的同时运行状况(CPU使用、存储器使用、缓冲器饱和等)。
除了执行测量交互作用之外，终端上的代理还执行处理和存储功能(MEM代理)以及通信功能(CA1代理)。为了满足在此描述的平台的非侵入(non-intrusion)要求，执行这些活动以使它们对移动终端和网络的资源的影响最小。
优选地，对于由代理以及代理之间的通信提供的服务的测量/配置，使用Jade技术(Jade是JAVA代理开发框架(JAVA AgentDevelopment Framework)，例如在“A communication Protocol foragent on hand held devices”AAMAS 2002，July 15-16 Bologna，Italy中所描述的那样)，其允许开发在JAVA中开发的分布式点对点应用，并遵守FIPA标准。在固定网络可用的技术(JAVA、J2EE和J2SE)和移动网络中可用的技术(Personal Java和J2ME)以及相关特征(白页、黄页)被用于代理管理。
因为Jade可被其它代理通信中间件所替代，所以该选择并非为在此描述的平台的运行而被绑定。代理之间的通信可使用可根据注释的运行状况而选择的不同传送技术(例如，如果因为GPRS上的TCP/IP链路不可用而不能在GPRS上设置TCP/IP链路，则平台可决定使用关于SMS的传送)。优选地，对于代理之间的消息的交换，将使用TCP/IP或UDP/IP传送。虽然电磁覆盖存在，但即使用户不能访问服务，该能力也可启用平台的模块之间的交互作用(例如，在UMTS网络的情况下，用户可能不能访问高比特速率视频流服务，同时，通过选择适当的传送，终端上的代理可将数据发送到平台的其它模块，或从平台的其它模块接收数据)。
由根据工作流程范例开发的中央单元来实现分布式Jade代理的调度和全部管理策略(异常检测和管理、配置和重新配置、测量调度等......)。在此描述的平台的通用架构突出功能性模块以及它们之间的交互作用。下文中将参照被称为用户的“抽象”实体，其可以是能够与平台进行交互的人类操作者或外部程序。
下面将更详细地描述上面标识的功能模块的功能性。
调度器(TQMS)
指定为S的测量活动调度器的任务是定义测量活动。为此目的，用户与定义测量活动(参考范围(reference universe))的特征的调度器(通过接口A1)进行交互。
该操作包括多个步骤：
-定义测量活动的基本特征，能够标识将要经历该活动的终端(用户、达成的合约的简档(profile)、服务、终端、空间元素)，
-定义将进行的测量以及将获得的服务质量索引(与基本特征兼容)，
-定义将进行的测量的特征(测量频率、将测量发送到收集中心的模式)，以及
-定义外围代理将必须连同测量的值一起发送的关联于测量的上下文信息(测量的类型、关于终端和网络的状态的信息......)。
为了标识有关的终端并激活测量，调度器标识包含在定义的测量活动中的潜在的终端，进行激活它们。在初始化步骤期间，机制优选地介入以按“单发(single shoot)”的方法对信息到TDCM的最终传输进行优化，所述“单发”是这样的方法：可用于对通信进行优化的一种方法是DB共享，其中，调度器存储关于包含的终端的信息，它们的状态以及加载在终端上的测量简档。
标识终端并激活测量活动的操作包括以下步骤：
-在整个活动的持续期间，连续搜索与基本特征相应的终端，
-对每一标识的终端，调度器S：
-在内部数据库中记录终端(传信号给用户)，
-由外围代理通过用于管理、执行、处理和发送测量的所有信息来创建测量简档，
-传递由外围代理创建的测量简档(如果外围代理不具有有效的测量简档，则发送先前的测量简档)，
-激活对于终端的活动，
-将关于包含的终端的信息以及期望的测量的列表连同基本活动的参数一起发送到TDCM子系统；
-标识经历对活动所需的基本特征的改变的终端，所述改变使它们与此不符合。对于这些终端，调度器：
-停用对于终端的活动，
-判断是否删除终端的测量简档，
-通知TDCM子系统。
为了标识测量活动的结束，调度器S例如标识超时期满。当该事件发生时，对于在活动中包含的每一终端，调度器S：
-停用对于终端的活动，
-判断是否删除终端的测量简档，
-通知TDCM管理器测量活动的结束。
A1接口表示对用于测量活动的配置和同步的其它外部系统的通信部件，具体地说，A1接口检测来自外部的配置命令，并发送更新的关于活动的状态的信息。
所述接口优选地具有以下可用的功能：
-定义测量活动，
-配置测量活动，
-命令激活测量活动，
-监控测量活动的状态，以及
-管理测量活动的时间同步。
与终端TM关联的通信代理CA1的主要功能是：
-由调度器S检测配置命令，
-定期地通知调度器S其自身的状态(代理的运行环境)，
-与其它终端进行接口，
-激活测量处理代理MEM，
-从测量处理代理MEM接收数据，
-将数据发送到收集中心CCC，
-在配置步骤期间从TQMS子系统接收软件(例如涉及MEM和/或MEA代理的软件)。
构成MEM代理的子系统的主要功能是：
-由调度器(通过通信代理)检测配置命令，
-识别网络/终端状态并“调整(adapt)”进行测量的方式，
-以规则间隔关于下述信息进行测量：
-终端TM和/或网络的负荷状态，
-对于激活的服务由终端TM使用的无线资源，
-位置信息，
-能够基于作用于诸如以下参数的参数的网络/终端状态来调整测量的处理、聚集和/或传输，所述参数例如是：
-测量时间，
-测量聚集(aggregation)，
-测量处理算法，
-传输时间和程序；
-通知调度器S(以规则间隔)状态/位置，以及
-信号传送任何故障事件。
构成测量代理MEA的子系统执行测量，因此关于每一场合必须根据活动的要求而被配置。为了使灵活性最大，可将代码的该部分从调度器完全地或部分地传递到终端。
一旦该子系统被配置，其主要功能为：
-检测并记录测量的上下文数据，
-获得移动无线系统测量(这取决于终端)，诸如：
-例如功率、无线电质量、切换的终端的无线系统测量和/或事件；
-获得终端状态测量，诸如：
-检测到终端已经被打开，
-电池等级，
-CPU使用等级，
-存储器使用等级，
等......。
注意为了进行服务测量，外围测量代理MEA必须检测感兴趣的服务的事件(例如，打开会话、请求并接收数据等)。
在其它实施例中，外围代理MEA和MEM也可位于用于各种类型的服务的应用服务器上(用于提供服务的服务器)。
它们还可位于具有不同性能特征的特定数量的终端上，和/或它们可直接与彼此进行交互以实现将被分析的功能(例如在相同小区中的终端可彼此协调以将测量发送到收集中心，而避免同时使用无线资源)。
优选地，每一外围代理与下述部件进行接口：
-终端的操作系统，
-用户通过其访问服务的应用，
-通信软件(在应用级和网络级两者)，
-存储在SimCard上的软件及可能地其操作系统。
通常，平台的外围代理通过API接口(应用编程接口)与其它进程进行接口，所述API可以是：
-使用的编程语言的标准(在此描述的示例中，Java)，
-对于平台来说是特定的，用于对平台的进程进行管理以及用于在外围代理和中心代理之间进行通信，
-终端的操作系统的规范(例如Symbian)，
用于与应用进行接口的API接口(例如用于与诸如JavaPhone、JavaCard等的其它环境进行接口)优选地可由外围代理通过用于将外围代理的开发与运行及开发环境相分离的通用API来访问。
由构成TDCM子系统的部件的功能来产生TDCM子系统的功能，如下所述。
具体地说，收集中心CCC：
-收集从不同终端到达的测量数据，
-接收由终端发送的记录，
-验证语义正确性(由传送、丢失测量、部分测量引入的错误)，并且：
-在有错误的情况下，请求终端TM重传测量(具有误差管理功能，对于终端上的特定时间段，能够提供对所作出的测量的存储从而稍后对其进行重传)，
-如果没有发现错误，则将测量数据发送到处理中心EC。
当准备开始测量活动时，后者从调度器S接收配置命令。以此方式，管理器TDCM得知：
-测量活动自身的特征(限制持续时间、测量的类型、服务等)，即参考范围，
-在活动中包括的潜在的终端的列表，以及
-关于潜在终端的状态进行更新。
在处理步骤期间，中心EC读取从收集中心到达的每一测量的上下文数据，以便：
-将它们关联于测量活动并验证它们的与由测量活动自身采用的参考范围关联的实际能力，
-识别并检查记录的连续(时间相关的)顺序，可能识别用于所述活动的最近的基本测量，
-当以下事件之一发生时，将通知发送到用户：
-更新由每一包含的终端发送的测量的数量，
-在外围代理上检测到任意错误(例如关于由外围代理对事件进行记录的超时期满)，
-识别测量活动的结束(按与调度器S同步的方式)。
在测量活动的结尾，TDCM管理器子系统将应用指标以接受或拒绝接收到的测量(例如在活动的逻辑结尾之后所接收的且属于在结尾之前开始的事件的那些测量，或仍旧未完成的那些测量，......)，按由活动自身指定的程序处理正确的记录，并在数据库DB中存储它们。
此外，管理器TDCM在数据库上存储结果和报告，因为持续时间可能不同，所以所述结果和报告逻辑上不同于用于存储基本测量的结果和报告。
可根据至少两种不同的指标而对以上描述的在平台的模块之间的交互作用的类型进行分类，所述指标如下：
-移动无线系统的资源的使用：因为交互作用必须经历不同的性能需求，所以该指标目的在于根据移动无线网络的资源的使用而区分进程之间的交互作用，
-功能指标：该指标目的在于突出在平台的不同实体和交换数据的不同实体之间的“信号传送”关系之间的不同。
对于适合于在此描述的平台的进程的交互作用，还应该指定两种其它类型的交互作用：
-“水平”类型的交互作用，其对在平台的进程之间的所有交互作用进行分组，相应地，这些分组可被再划分为两类：
-通信交互作用：当平台的两个或更多代理必须交换数据时，在它们之间的交互作用(测量、质量指示器等)，
-管理交互作用，当平台的两个或更多代理必须交换配置数据时或当它们必须执行管理程序时，在它们之间的交互作用(激活、取消、代理下载)；
-“垂直”类型的交互作用，其可对诸如终端操作系统、应用、通信协议、数据库管理系统(DBMS)等的平台的进程和外部进程之间的所有可能的交互作用进行分组。
在这方面，图2的功能框图突出了下面类型的交互作用：
-关于测量活动的平台的配置：由数字10指定的这种交互作用通常是TQMS子系统(更具体地说，调度器S)到移动终端TM上安装有的外围代理的水平的信号传送交互作用，
-从外围代理(图1中的MEM)向MEA类型实体的对测量数据的任意请求：由20指定的这种交互作用通常是垂直信号传送交互作用，例如其包含在web浏览器WB的协助下的被指定为CHP的HTTP客户机进程，
-提供作为已描述的交互作用的结果而请求的测量数据：由30指定的这种交互作用通常是从代理MEA到代理MEM的数据传输的垂直交互作用，以及
-从外围代理到测量收集子系统TDCM(以及与其配合运行的管理和配置子系统TQMS)的测量数据的传输：由40指定的这种交互作用通常是水平测量交互作用。
下面对用于包含构成平台自身的各种部件的正常功能的在此描述的平台的基本实施步骤进行更详细的描述；具体地说，将参照申请人的实际实现的设计和开发规范来提供对平台部件之间的交互作用的所有可能的情况的描述。
参照图3的示图描述所述步骤并将该描述应用于通过与被称为用户的抽象实体的交互作用而由平台自身执行的测量活动的上下文。用户可以是人、外部进程、组织实体或另一部件。明显的是，当主体改变时，接口的实施将改变，而内部关系的语义方面不变。
在此处再现的示例中，假设平台对下面的操作感兴趣：
-当用户预约(subscription)时，终端被配置与通信代理合并，该行动将通过标识符和相关的信息使平台自身知道终端；所述信息将用于对终端进行标识和定位；
-用户U与定义测量活动(参考范围-在步骤102，其状态被通知给用户)的特征的调度器S进行交互(图3的步骤100)；可从规划的系统化的活动、特定的内部监视要求(例如特殊兴趣的消费者基本部分)或网络的故障定位要求(例如当接收到投诉时)来得到这些特征；此外，协调的同步的测量活动可关于同类的几组质量参数而被规划，以允许：
-关于相同组的呼叫在客观的网络和服务测量之间的相关性，
-客观服务测量和从调查得到的主观测量之间的相关性；
-调度器标识测量活动中包含的潜在终端；该操作的结果必须被通知给将要决定是否继续进程和在步骤104表示其同意的用户；在包含大量终端的扩展的和系统化的活动的情况下，必须具有与移动无线网络的接口，以对潜在地包含在测量中的一组终端进行标识和定位；
-调度器创建适用于测量活动中包含的每一终端的测量简档(包括关于用于各个测量的程序的信息和关于测量的类型以及多个测量之间的相互关系的信息)；测量简档与用于对测量的传输进行定时的指标关联，以避免任意网络过载；
-在步骤106，将各个测量简档传递到每一标识的终端(如果是激活的，则在步骤108，该程序被外围代理发现)；操作的结果在步骤110被告知用户：其后，用户可实际决定进行测量活动(在可能对正在进行的通信进行管理的情况下，能够选择是否仅在开始时激活的终端上进行活动或还在潜在的终端上进行活动)；
-在用户同意的情况下(在步骤112表示)，调度器通过多播命令在配置的终端上自动开始测量活动(当可能时，可使用由GPS系统提供的调度器、外围代理以及TDCM之间的同步功能)，还准备潜在地包含的终端的列表和每一终端所期望的测量的列表，并在图3的114和116指定的步骤将该信息连同基本活动的参数一起发送到TDCM子系统；
-在测量活动期间，调度器S保持对在活动中潜在地包含的终端的跟踪；该信息被用于：
-激活和/或重新激活对于终端的活动，所述终端稍后将关于活动的开始而被激活，
-在活动自身的间隔期间在终端上挂起或停用活动，所述终端经受参数和/或基本特征的改变，
-当处理测量时，在活动的结束，突出收集的数据相对于调度的数据的任何不一致性(未进行的、部分的、由于终端不可用或过载而导致被挂起的、具有错误的、在所述收集中无法接收的或有完整性问题的测量)
-当由调度器S激活测量活动时(步骤118)，外围代理开始进行与终端和网络的可用性和/或负荷状态兼容的指示的测量；
-外围代理将对于终端本地化的测量存储起来并对其进行预处理：根据测量简档以及终端和网络的性能由外围代理以自适应方式设置该活动；
-外围代理将除了基本测量和/或计算的参数之外还包括与测量关联的上下文和操作数据的信息记录发送到TDCM子系统(在步骤120)；
-TDCM子系统接收由终端发送的记录，并验证它们的正确性(检测由传送引入的任意错误、丢失测量、部分测量)，在步骤122反馈回终端；除了确认接收(ACK)之外，在错误的情况下，该反馈可使TDCM子系统请求终端重传测量(为了稍后重传测量，必须提供错误管理功能，其在终端上于特定时间段内，能提供对作出的测量的存储)；
-TDCM子系统知道在活动中包含的潜在的终端的列表，以及测量活动自身的特征(限制持续时间、测量的类型、服务等)，即参考范围，以及其读取每一测量的上下文数据以便：
-验证它们是否可与由测量活动采用的参考范围实际地关联，如果它们可与由测量活动采用的参考范围实际地关联，则将基本测量和上下文数据存储在收集DB中，
-识别并检查记录的连续(时间相关的)顺序，以及用于所述活动的最近的基本测量，
-当以下事件之一发生时，将通知发送到用户：
-更新由每一有关的终端发送的测量的数量，
-在外围代理上检测到任意误差(例如属于由外围代理对事件进行记录的超时期满)
-测量活动；
-在测量活动的结尾，TDCM将应用指标以决定是否接受属于在测量活动的结尾之前开始的事件的、在活动的逻辑结尾之后接收的测量；
-在活动的结尾，由于时间持续可不同，因此在步骤124，TDCM子系统(测量处理器)停用测量代理，按由活动自身提供的方式处理改正的记录，计算质量指数并将它们存储在逻辑上不同于基本测量的数据库的DB中；
-平台的普通用户也能够在产生的DB上(在来自各个活动的所有数据的集合上)进行特定的查询，过滤QoS“观看(View)”，并将各种报告类型发送到感兴趣的团体等级；
-为了相关性分析和/或故障定位的目的，具有授权的访问简档的其它用户(例如，属于网络区域的用户)可通过用于过滤数据的特定的查询来访问平台的DB，(在此情况下，为了更及时的访问，将需要在收集数据库上提供专用区域，在该区域中可存储基本测量的结果)。
图4的示图示出了使用所描述的平台的一些可能的情况。
为了关于内部进程与支持系统进行改进的目的，由此获得的QoS测量可由移动无线运营商用于不同的目的，例如，系统的使用可关注于在负荷下的终端的性能以优化其配置，或关注于通信质量，或用于执行故障定位分析，以及用户可被给定能力以控制其感兴趣的服务的功能和操作进程，例如验证规定的SLA。
在此具体标识的平台使用方案首先涉及服务质量监控，由图4的示图中的200指定。该组功能通常包括：
-由终端进行的测量202(例如无线连接的质量的评估)，还考虑存储在SIM上的数据，
-端到端性能的评估204(终端侧或服务器侧)，其是由运营商驱动的(204a)和由用户驱动的(204b)，
-终端/服务器的性能估计206，其也是由运营商驱动的(206a)和由用户驱动的(206b)，
-在终端和服务提供商等级的SLA合约的验证208，其也是由运营商驱动的(208a)和由用户驱动的(208b)。
平台也可用于故障定位功能，即在终端中标识QoS恶化的可能的原因。
完全由210指定的该组功能基本包括诊断程序和故障通知(终端侧，应用服务器侧)和资源的实时配置和管理(也是终端侧和应用服务器侧)。
图4的示图清楚地指出所述功能可由运营商(块212)和用户(块214)两者来决定。
在图4的示图中，以服务质量(QoS)的观点来说，块220和230表示平台的可能应用：诊断终端的内部资源和功能，以及资源的优化的配置和管理(例如，以实时的方式)。
简言之，在此描述的平台架构提供以下功能：
-就对最接近于用户的感知的服务进行访问而言(因此在终端上及在应用级处)，以客观的方式在移动无线环境中同时地并全局地而且基于逐个呼叫来测量链路的质量参数和运行状况，
-不仅测量会话的质量参数(关于信息内容的可用性、可访问性、链路维持、时延、误差、损耗)，而且同时检测无线信道的运行状况(功率、BER等)、链路的运行状况(吞吐量)、终端的运行状况(CPU负荷、缓冲器和存储器使用......)，其中从所述无线信道、链路和终端中获得所述质量参数，
-将终端位置数据关联于测量，
-在网络/终端/应用服务器之间对质量恶化进行分段，
-在正在进行的通信上的真实业务中，或在仿真业务激活测量中，在用户终端上透明地进行测量，
-动态管理(也称为远程地)在其上进行测量的终端以及测量的简档(参数、测量程序)，
-进行由服务提供商和用户两者驱动的测量，
-根据终端和无线信道的处理负荷，自动管理用于对测量进行下载、处理和本地存储的程序(在终端上)，
-实现独立于网络技术的平台，
-在可用的传送模式中选择最适合的传送模式(将对网络负荷产生最小影响的传送模式)，以在平台代理之间通信。
在此描述的平台也适合于在先进多标准环境中(例如UMTS/W-LAN中)监视QoS，在所述环境中，多模智能终端能够同时使用多个接入系统以传送信息(由在多个无线系统上的多个并行链路形成的通信)。
在此描述的用于监控用于由无线移动终端支持的服务的端到端QoS的平台也可通过用于将运行和开发环境与固定网络(LAN、MAN和WAN)和无线网络(W-LAN)进行接口的API(应用程序接口)的ad-hoc开发而被使用。此外，该平台可运行在多模终端上的多标准环境中。
在当前优选的实施例中，在此描述的解决方案提供一种用于(在真实业务或仿真业务两者中)监控QoS的平台，该平台可应用于所有服务、所有移动无线网络(GSM/GPRS/UMTS/EDGE)和所有移动无线终端(由不同的运行环境、性能和接口所表征的)：该架构是基于位于移动终端上的测量代理的，其能够与合适的API进行接口、与用于管理应用会话、测量无线接收状况、状态和运行状况(负荷、终端位置等)的进程进行接口，并能够与其它测量或管理代理对话。可根据测量调度而远程地并灵活地在终端上管理这些代理(它们可在预定一组移动无线终端上被动态地加载、激活、配置)。
它们也能够：
-进行协调的测量(根据可配置的测量简档)。
-根据运行状况(例如，用于传送测量的无线信道上的负荷，来自于收集中心的重传请求)进行本地存储/预处理操作。
-以可编程方式对测量结果到收集中心的传送进行管理。
通过该架构能进行传统操作(在用户终端上)，诸如：
-获得无线接入的质量和运行状况的典型测量(发送或接收的功率、BER等......)，
-监控端到端传送性能(在真实业务中和在仿真业务中)，
-进行测量和处理以在端到端应用层产生QoS指示器，并因此十分接近于用户感知的质量，其取决于感兴趣的服务类型和服务步骤两者，诸如：可用性、可访问性、时延、抖动、损耗、掉话等。
-监控终端和网络的资源的运行状况(吞吐量、CPU负荷和存储器、缓冲器拥塞等)。
自然地，在不改变本发明的原理的情况下，结构细节和实施例可与在此描述和示出的实施例发生大的改变，而不脱离由所附权利要求所定义的本发明的范围。

Claims (37)

1、一种用于在包括一组终端(MT)的电信网络中监控服务质量(QoS)的架构，其特征在于：
-所述一组终端中的终端(MT)安装有可被配置成与下面的进程进行接口的测量代理(MEA，MEM)，所述进程是在用于管理所述网络的应用会话的进程以及用于测量网络自身的运行状况的进程之中被选择的，以及
-还提供有管理和配置子系统(TQMS)，其包括：调度模块(S)，用于调度服务质量测量活动，能够根据所述测量活动的一组标识特征而包含所述一组终端的相应子集；为了执行所述测量活动的目的，所述调度模块能够配置由根据所述一组标识特征而包括在所述相关子集中的终端所安装有的测量代理。
2、如权利要求1所述的架构，其特征在于，提供有用于对测量数据的收集进行管理的附加子系统(TDCM)，所述附加子系统包括用于存储所述测量数据的数据库(DB)和用于处理所述测量数据的处理中心(EC)中的至少一个。
3、如权利要求1所述的架构，其特征在于，由所述一组终端中的终端(MT)所安装有的所述测量代理(MEA，MEM)被配置(CA1)成与类似的测量和管理代理对话。
4、如权利要求1所述的架构，其特征在于，所述一组终端中的终端(MT)里的至少一些终端是移动终端。
5、如权利要求1所述的架构，其特征在于，所述测量代理(MEA，MEM)被配置成执行在包括以下操作的群组中选择的操作：
-对所述电信网络进行协调的测量，
-根据所述网络的处理状况来执行本地存储和预处理操作，以及
-对测量结果到所述至少一个用于对测量数据的收集进行管理的附加子系统(TDCM)的传递进行管理。
6、如权利要求1所述的架构，其特征在于，所述测量代理(MEA，MEM)被配置成进行在包括以下测量的群组中所选择的测量：
-对关于所述终端的无线接入的质量和运行状况进行测量，
-对真实业务中的端到端传送性能进行监控，
-对仿真业务中的端到端传送性能进行监控，
-在所述终端(MT)上进行测量和处理以在应用层产生服务质量指示器，以及
-对所述终端(MT)和所述网络的资源的运行状况进行监控。
7、如权利要求1所述的架构，其特征在于，所述测量代理(MEA，MEM)被配置成对终端(TM)和/或网络的负荷状态进行测量并调整对测量的负荷状态的监控。
8、如权利要求1所述的架构，其特征在于，所述管理和配置子系统(TQMS)包括：至少一个相应通信代理(CA2)，能够与和由所述一组终端中的终端所安装有的所述测量代理(MEA，MEM)相关联的相应通信代理(CA1)进行接口。
9、如权利要求2所述的架构，其特征在于，所述管理和配置子系统(TQMS)包括：至少一个相应通信代理(CA2)，能够与包括在所述用于对测量数据的收集进行管理的附加子系统(TDCM)中的一个类似的通信代理(CA3)进行接口。
10、如权利要求1所述的架构，其特征在于，所述管理和配置子系统(TQMS)包括：用于与用户进行接口的接口(A1)。
11、如权利要求2所述的架构，其特征在于，所述用于对测量数据的收集进行管理的附加子系统(TDCM)包括：相应通信代理(CA3)，被配置成与和由所述一组终端中的终端(MT)所安装有的所述测量代理(MEA)相关联的相应通信代理(CA1)进行通信。
12、如权利要求2所述的架构，其特征在于，所述用于对测量数据的收集进行管理的附加子系统(TDCM)包括：相应接口(A3)，用于将所述架构与外部系统进行接口。
13、如权利要求2所述的架构，其特征在于，由所述一组终端中的终端(TM)所安装有的所述测量代理(MEA，MEM)被配置(CA1)用于将所述测量数据直接传递到所述用于对测量数据的收集进行管理的附加子系统(TDCM)。
14、如权利要求1所述的架构，其特征在于，所述测量代理(MEA，MEM)根据Jade技术而运行。
15、如权利要求3所述的架构，其特征在于，所述测量代理(MEA，MEM)利用在包括以下资源的群组中选择的通信资源与所述类似的代理进行对话：
-通过SMS的信息传送，
-TCP/IP传送，
-UDP/IP传送。
16.如权利要求1所述的架构，其特征在于，所述调度模块(S)被配置成执行在包括以下操作的群组中选择的至少一种操作：
-定义测量活动的标识特征，
-标识将要经受所述活动的终端，
-定义将进行的测量和将获得的服务质量指示器，
-定义将进行的测量的特征，以及
-定义与由所述测量代理(MEA)执行的测量相关联的上下文信息。
17、如权利要求1所述的架构，其特征在于，为了标识所述一组终端的所述相应子集，所述调度模块(S)被配置成执行在包括以下操作的群组中选择的操作：
-连续搜索满足测量活动的标识特征的终端，
-在内部数据库上记录所述终端，
-由相应测量代理(MEA)利用用于进行所述测量的信息来创建测量简档，
-激活对于有关终端的活动，
-发送从所述终端(TM)收集的测量信息，
-为了测量的目的而标识经受对相关特征的改变的终端，
-停用活动，
-删除用于所确定的测量活动的目的的相关信息和来自于所述终端(MT)的测量简档。
18、一种用于在包括一组终端(MT)的电信网络中监控服务质量(QoS)的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
-将测量代理(MEA，MEM)与所述一组终端中的终端(MT)关联，所述测量代理可被配置成与下面的进程进行接口，所述进程是在用于管理所述网络的应用会话的进程和用于测量网络自身的运行状况的进程之中被选择的，以及
-进行(TMQS，S)服务质量测量活动，可根据测量活动的一组标识特征而包含所述一组终端的相应子集，从而为了执行所述测量活动的目的而配置测量代理(MEA，MEM)，所述测量代理关联于根据所述一组标识特征而包含在所述相应子集中的终端。
19、如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：通过提供用于存储所述测量数据的数据库(DB)和用于处理所述测量数据的处理中心(EC)中的至少一个，来对测量数据的收集进行管理(TDCM)。
20、如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：配置(CA1)与所述一组终端中的终端(MT)相关联的所述测量代理(MEA，MEM)，以与类似的测量和管理代理进行对话。
21、如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：选择所述一组终端中的终端(MT)里的至少一些终端作为移动终端。
22、如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：配置所述测量代理(MEA，MEM)以执行在包括以下步骤的群组中选择的步骤：
-对所述电信网络进行协调的测量，
-根据所述网络的处理状况来执行本地存储和预处理操作，以及
-对测量结果到所述至少一个用于对测量数据的收集进行管理的附加子系统(TDCM)的传递进行管理。
23、如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：配置所述测量代理(MEA，MEM)以进行在包括以下测量的群组中选择的测量：
-对关于所述终端的无线接入的质量和运行状况进行测量，
-对真实业务中的端到端传送性能进行监控，
-对仿真业务中的端到端传送性能进行监控，
-在所述终端(MT)上进行测量和处理以在应用层产生服务质量指示器，以及
-对所述终端(MT)和所述网络的资源的运行状况进行监控。
24、如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
-通过所述测量代理(MEA，MEM)对终端(TM)和/或网络的负荷状态进行测量，以及
-调整对测量的负荷状态的监控。
25、如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：提供用于管理和配置测量活动的子系统(TQMS)，其能够与由所述一组终端中的终端所安装有的所述测量代理(MEA，MEM)进行接口。
26、如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
-提供用于管理和配置测量活动的子系统(TQMS)，
-提供用于对测量数据的收集进行管理的附加子系统(TDCM)，其能够与所述用于管理和配置测量活动的子系统(TQMS)进行接口(CA2，CA3)。
27、如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：提供用于管理和配置测量活动的子系统(TQMS)，其能够与用户进行接口(A1)。
28、如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：提供用于对测量数据的收集进行管理的附加子系统(TDCM)，其被配置(CA3)成与和所述一组终端中的终端(MT)相关联的所述测量代理(MEA)进行通信。
29、如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：提供用于对测量数据的收集进行管理的附加子系统(TDCM)，其被配置(A3)成与外部系统进行接口。
30、如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
-提供用于对测量数据的收集进行管理的附加子系统(TDCM)，以及
-配置(CA1)与所述一组终端中的终端(TM)相关联的所述测量代理(MEA，MEM)，用于将所述测量数据直接传递到所述用于对测量数据的收集进行管理的附加子系统(TDCM)。
31、如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述测量代理(MEA，MEM)根据Jade技术而运行。
32、如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：配置所述测量代理(MEA，MEM)以利用在包括以下资源的群组中选择的通信资源与所述类似的代理进行对话：
-通过SMS的信息传送，
-TCP/IP传送，
-UDP/IP传送。
33、如权利要求18所述的方法，其特征在于，进行所述测量活动的步骤又包括在包括以下步骤的群组中选择的至少一个步骤：
-定义测量活动的标识特征，
-标识将经受所述活动的终端，
-定义将进行的测量和将获得的服务质量指示器，
-定义将进行的测量的特征，以及
-定义与由所述测量代理(MEA)执行的测量相关联的上下文信息。
34、如权利要求18所述的方法，其特征在于，为了标识所述一组终端的所述相应子集，所述方法包括在包括以下步骤的群组中选择的步骤：
-连续搜索满足测量活动的标识特征的终端，
-在内部数据库上记录所述终端，
-由相应测量代理(MEA)利用用于进行所述测量的信息来创建测量简档，
-激活对于有关终端的活动，
-发送从所述终端(TM)收集的测量信息，
-为了测量的目的而标识经受对相关特征的改变的终端，
-停用活动，
-删除用于所确定的测量活动的目的的相关信息和来自于所述终端(MT)的测量简档。
35、一种电信网络，其特征在于，所述网络包括与该网络自身相关联的如在权利要求1至17中的任一权利要求中所述的监控架构。
36、如权利要求35所述的电信网络，其特征在于，所述网络包括至少一个应用服务器，所述应用服务器安装有至少一个能与所述监控架构进行接口的测量代理。
37、一种计算机程序产品，能够被加载到至少一台电子计算机的存储器中，并且包括：软件代码部分，用于实现如权利要求1至17中的任一权利要求所述的架构或如权利要求18至34中的任一权利要求所述的方法。
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