文摘

走向融合的全ip的无线网络环境中,管理终端用户质量的经验(体验质量)提出了一个具有挑战性的任务,旨在满足高用户期望和要求有关可靠和具有成本效益的交流,访问任何服务,随时随地,跨多个运营商领域。在本文中,我们给出一个最先进的调查研究活动解决体验质量管理领域,特别是关注领域的无线网络和解决三个管理方面:体验质量建模、监视和测量,适应和优化。此外,我们确定并讨论的关键因素和挑战时需要考虑在这个领域进行研究。

1。介绍

无线移动通信经历了非凡的增长在过去的几十年,从电路交换语音服务和消息传递服务的支持基于ip的移动宽带服务使用高速分组接入(HSPA)的微波存取全球互操作性(WiMAX)和长期演进(LTE)无线电接入网络(1]。越来越多的移动应用程序和服务在日常生活中使用活动为了支持需求信息,通信,或休闲2]。移动用户需要访问一个广泛的各种多媒体应用程序/服务不限于约束如时间,地点,技术,设备,和流动的限制。这是目前主要的结果趋势和未来的目标在电信领域:融合固定和移动网络,集成现有的和新的无线技术。这种集成的目标是满足手机用户的需求提供任何服务,可靠和具有成本效益的沟通,随时随地,在任何媒介和网络技术,和跨多个运营商领域3]。

ITU指定下一代网络(NGN)作为一种通用的框架,使网络收敛,实现上述需求(4]。NGN的概念是围绕各种访问异构基础设施,交通,控制,和服务解决方案,合并成一个单一的多媒体版服务配置环境。今天,越来越多的移动运营商网络迁移符合进化包指定的3 gpp系统(EPS)组成的多路存取基于ip的核心网络称为进化的核心(EPC)包,和一个新的4 g LTE无线接入网络基于正交频分复用(OFDM) [1,5,6]。而网络控制和基于类的服务质量(QoS) EPC的概念是基于3 gpp政策和充电控制(PCC)框架(7- - - - - -9(在部分进一步讨论4),强烈的最近的研究领域的质量的经验(体验质量)已经表明,这样的QoS机制可能需要补充更多的以用户为中心的方法,以真正满足终端用户的需求和期望。

今天,人类是米,质量和他们的期望,观念,和需要对特定的产品、服务或应用程序进行一个伟大的价值(10]。虽然ITU-T体验质量定义为“总体可接受性的应用程序或服务,由最终用户主观感知的“(11),ETSI将体验质量定义为“衡量用户性能基于客观和主观的心理措施使用ICT服务或产品“(12)和体验质量不止于主观包括客观心理措施。

体验质量因此被认为是一个多维结构,包括目标(例如,性能相关的)和主观方面(例如,用户相关)(13]。因此,体验质量一直被视为与QoS,这主要是一个技术,目标,面向概念,以及用户体验(UX) [14通常视为更面向用户的概念。前者侧重于网络和应用程序性能的影响用户感知质量,而后者主要是处理个人用户的体验来自接触系统,影响预期,之前的经历,感情,思想,背景,等等。

各种方法如(15- - - - - -19)提供的体验质量定义密切相关地逻辑,不占人类经验的主观特征,和缺乏考虑更广泛的体验质量的定义20.];即假设的结果优化qos相关的参数会自动分离出来导致增加整体的体验质量,导致迅速采用的产品和服务在消费方面。然而,QoS只是整体体验质量范围的一个子集。更高的QoS可能会导致更高的体验质量在很多情况下,但完成所有与交通有关的QoS需求不一定会保证高用户体验质量。此外,它假定产品和服务,满足用户的需求和期望,让他们有高体验质量在他们的个人背景下可能会比产品和服务有更高的QoS更成功但无法满足用户的高要求和期望[21]。

最近的定义出现了从欧盟Qualinet社区(成本行动IC1003:“欧洲网络质量的多媒体系统和服务经验”)包含了讨论方面,将体验质量定义为“快乐或烦恼的程度的用户应用程序或服务。它的结果满足他或她的期望效用和/或享受的应用程序或服务的用户的个性和当前状态。在通信服务的环境中,体验质量影响服务,内容,设备,应用程序,和上下文的使用“(22]。

在聚合全ip无线网络的环境中,一个重要的考虑因素是移动用户体验质量的影响,进一步的相关机制保证会话和连接的连续性。会话建立延迟是影响授权和身份验证程序,以及会话建立信号。交接可能施加额外的延迟和数据包损失,导致潜在损失与会话相关的内容和尴尬的交流。因此,机制是必要的,为实现无缝会话连续性和最小化中断时间21]。除了挑战,各种类型的移动(终端、会话、用户服务)和网络之间的无缝交接使用相同的技术(水平回归)或网络,使用不同的技术(垂直交接)表示,新的和复杂的移动多媒体服务的快速发展,可以通过各种新的移动设备(智能手机、平板电脑等)带来了额外的挑战体验质量配给过程(3]。在无线系统中,限制装置和传输通道特性产生明显影响用户感知质量(23]。

体验质量管理的总体目标可能与优化用户体验质量(终端用户的角度),而有效(当前和未来)利用网络资源和维护一个满意的客户群(提供者的角度)。为了成功管理体验质量为一个特定的应用程序中,需要理解和识别多个影响因素(主观和客观)的角度不同的演员在服务供应链,以及它们如何影响体验质量。产生的体验质量模型决定要监视和测量的参数,最终目标是有效的体验质量的优化策略。因此,体验质量管理的整个过程可以分为三个基本步骤:(1)体验质量建模、(2)体验质量监控和测量,和(3)体验质量优化和控制(24]。

与成功的体验质量管理的实现,用户将受益与满足需求/预期,可能更倾向于采用新的复杂的服务和支持进一步的技术开发。此外,体验质量管理是非常重要的对于所有参与者和利益相关者参与服务连锁供应:设备制造商、网络提供商、服务提供商、内容提供商、云提供商等等。在当今竞争激烈的环境下,供应商的价格水平下降和定价方案正变得越来越相似的(25),是不够简单地向用户提供服务,从光谱进一步可以选择不同的提供者。演员参与服务的过程配置已经确定需要实现用户的需求和期望通过最大化用户的满意度总体感知服务质量,同时减少他们的成本。理解和体验质量管理需要以快速反应质量问题客户感知他们之前(最好)。因此,成功的体验质量管理为利益相关者提供了一个竞争优势的战斗中,防止客户流失,吸引新客户。

基于前面所提到的,它可能会得出结论,体验质量是一个快速新兴的多学科交叉的领域基于社会心理学、认知科学、经济学、科学和工程,重点理解人类总体质量要求(10]。因此,体验质量管理作为一种高度复杂的问题需要一个跨学科的视图从用户,技术,环境,和业务方面,与灵活的所有玩家之间的合作和利益相关者参与服务提供链。

在本文中,我们给出一个相关的调查方法和解决方案体验质量管理,特别是关注无线网络环境。重要的是要注意,不同的体验质量模型和评估方法适用于不同类型的服务(例如,会话语音服务、流媒体视听服务,互动数据服务、协作服务)。我们不关注一个特定的服务,而是提供一个通用的调查方法。本文组织如下。部分2调查的建模体验质量通过讨论范围广泛的体验质量影响因素的分类到特定的尺寸和描述现有一般体验质量模型。体验质量的监视和测量中所描述的部分3,而部分4讨论的主题体验质量的优化和控制。最后,部分5总结了论文指出的挑战和开放体验质量管理领域的研究问题。

2。体验质量建模

作为一个成功的体验质量管理的前提,需要深入和全面的理解影响因素(如果)和人类感知质量的多个维度。体验质量建模旨在体验质量模型之间的关系不同的可衡量的IFs参数和可量化的体验质量维度(或特性)对于一个给定的服务场景。这样的模型服务体验质量进行评估的目的,给定一组条件,相应的尽可能被最终用户的体验质量。基于给定的体验质量模型指定的加权组合体验质量维度和进一步映射IFs,体验质量管理方法将旨在获得关键质量指标(KQIs)和他们的关系可以衡量的参数,随着质量阈值,为目的的完成一组优化目标(例如,体验质量最大化利润最大化,最大化的“满意”的顾客数量)。需要注意的一个重要的问题是,不同的演员参与服务的供应链条会以不同的方式使用体验质量模型,关注这些参数给定的演员有控制的(例如,一个网络提供商将考虑如何qos相关的性能参数将影响体验质量分离出来,而感兴趣的内容或服务提供者将服务设计或可用性将如何影响体验质量)。

在本节中,我们首先讨论体验质量IFs一般来说,和体验质量概述和比较通用的建模方法,在把他们的适用性讨论体验质量管理策略。然后我们进一步考虑更多具体有针对性的专门向无线网络体验质量模型,强调对固定网络的区别。我们总结的部分体验质量建模的挑战。

2.1。体验质量影响因素

如果被定义为“体验质量任何一个用户的特点,系统,服务,应用程序,或上下文的实际状态或设置可能会影响用户体验的质量“(22]。图1说明了许多不同的因素可能被视为与体验质量,明确表示,他们的分组分类有助于确定这些因素以系统的方式。几个现有的方法解决这个问题,提出了分类的体验质量IFs为多个维度。应该注意的是,特定的IFs相关的不同类型的服务和应用程序。

Stankiewicz和Jajszczyk3)分类的技术性因素影响体验质量分成三组:QoS因素,服务等级(GoS)因素,和弹性(QoR)质量因素,相信准备在适当的水平的实现高体验质量是至关重要的。此外,他们考虑许多其他因素(主要是nontechnology相关)等情绪,用户配置文件,定价政策,特定于应用程序的功能,终端,编解码器,类型的内容,和环境,心理和社会学两个方面,但他们没有进一步将它们分组。另一方面,Barakovićet al。21)分类体验质量影响因素分为五个维度:(1)技术性能在四个层面:应用程序/服务,服务器,网络,和设备;(2)可用性,指的是用户的行为当使用技术;(3)主观评价;(4)预期;和(5)上下文。最近,Skorin-Kapov和万利拉(26)提出了ARCU模型组体验质量因素分为四个多维如果空间:应用程序(应用程序配置相关因素),资源(网络/系统相关因素),上下文,用户空间。

最后,最近的一个分类,出现了从欧盟Qualinet社区白皮书的形式22)组织体验质量IFs分成以下三个类别(此外分为若干子类引用白皮书中描述)。(我)“人类如果出现任何变体或不变的人类用户的属性或特征。特征可以描述人口和社会经济背景,身体和精神的宪法,或用户的情绪状态”(例如,用户的视觉和听觉敏锐,性别、年龄、动机、教育背景、情感)。(2)”系统IFs指的属性和特点决定了技术生产的应用程序或服务的质量。他们相关媒体采集、编码、传输、存储、渲染、和繁殖/显示,以及信息本身的通信内容制作用户”(如带宽、延迟、抖动、失去、吞吐量、安全、显示大小,分辨率)。(3)“IFs上下文被定义为因素,接受任何情境属性来描述用户的环境物理、时间、社会、经济、任务和技术特征”(如位置、运动,每天的时间,成本,订阅类型、隐私)。

2.1.1。QoS和体验质量之间的关系

讨论了IFs的宽范围中,大量的研究都集中在特定的识别QoS参数和体验质量之间的关系,即在许多情况下用户的感知质量被认为主要取决于QoS (27- - - - - -29日]。集中在数学研究中相互依存的体验质量和QoS, Reichl et al。28,30.)已经确认了对数之间的关系体验质量和QoS。他们认为这可以解释代表Weber-Fechner法律(WFL) [31日),研究人类感觉系统的感知能力的物理刺激以定量的方式,和国家最小可觉差两个层次之间的某些刺激刺激的大小成正比。对数的关系制定体验质量的敏感性的倒数函数QoS。

另一方面,IQX假说的提出和评估菲德勒等人在29日)制定体验质量的敏感性指数函数作为一个单一的QoS的障碍因素。潜在的假设是,体验质量的变化取决于实际的体验质量水平。理解基于网络的QoS参数和用户感受到的体验质量之间的关系提供了重要的输入体验质量管理过程中,特别是网络供应商与控制网络资源规划和配置机制。

2.2。从主观质量评估客观质量评估模型

当构建一个体验质量模型,必须采用质量评估方法。而实际的“真实”用户感知质量可以获得只有通过主观评价的方法,目的是用主观测试体验质量为基础构建目标模型的能力估计体验质量完全基于客观质量测量。因此,我们不久描述主观质量评估方法和不同类型的客观质量评估方法和模型。

2.2.1。主观体验质量评估

主观质量评估是基于心理声学的/视觉实验代表最基本和最可靠的方法来评估用户体验质量,尽管他们是复杂的和昂贵的。这些方法已经研究多年,使研究者更深入的了解的主观体验质量维度。最常见的,任何主观实验的结果是用户在使用过程中获得的评级服务质量(在职)或售后服务使用(停用),然后平均到意味着意见分数(苔藓)。这种方法已经在ITU-T指定推荐P.800.1 [32)和表达的平均质量评级的用户组通过标准化的尺度。由于诸多原因,使用金属氧化物半导体被批评[33)和扩展到其他ITU推荐类型的应用程序和媒体的主观评定程序分类(34]。感兴趣的读者是指大量的标准中引用(34]。

除了标准化的主观体验质量评价方法,额外(有时互补)相关方法用于长期用户体验评估已经被使用。在他们的研究涉及到移动应用程序的体验质量评价,Wac et al。35)收集了用户的体验质量评级手机通过经验取样法(ESM) (36每天数次,而一天重建法(DRM) [37)已经被用于采访用户每周对于他们的使用模式和经验对移动应用程序。这些方法都是为了分析体验质量评级之间可能的关系和伤亡,QoS和上下文。

关于数据收集的体验质量和运行实验,评估可能在实验室中进行设置(38),一个活生生的实验室环境中(20.),或在现实世界一个真实的环境27,35]。一些性能标准修改随后在一种受控的方式在一个给定的范围和用户的意见量化服务性能。作为一个新兴的和潜在解决方案专注于获得大量的评级在现实世界环境中,众包的方法(39,40研究和利用。

2.2.2。客观的体验质量模型

客观的体验质量模型被定义为仅仅从客观质量评估主观质量的方法测量或指标41]。换句话说,这些模型将提供一个指示接近评级,从主观评价方法。不同类型的客观质量评估和预测模型已经开发出来。每个模型都有其适当的应用领域和范围的系统或服务条件设计的。因为不存在普遍的客观质量评价方法,提出的可以按照不同的标准分类,以确定他们的应用领域34):(1)应用范围;(2)质量特性预测;(3)考虑网络组件和配置;(4)模型输入参数;(5)测量方法;(6)水平的服务交互,可以评估;(7)水平的心理物理知识或经验数据合并。

根据输入信息提取的水平,有五种类型的客观体验质量模型(34):(1)媒质层;(2)packet-layer;(3)bitstream-layer;(4)混合;和(5)规划模型。媒体层模型(42- - - - - -45]估计音频/视频体验质量通过使用实际的媒体信号作为输入。利用源信号的依赖,可以使用三种不同的方法(46,47):(1)不(NR)模型;(2)reduced-reference (RR)模型;和(3)全部参考(FR)模型。另一方面,packet-layer模型(48)只利用数据包报头信息体验质量估计,这将他们描述为在职不质量监控方法。bitstream-layer模型两者的结合前面提到的模型,因为它利用比特流信息以及数据包头部信息。同样,混合模型(49- - - - - -51)是前面描述的三种模式的结合。最后,规划模型没有获取输入信息从现有的服务,但估计基于服务信息在计划阶段。

除了ITU-T标准,ETSI给出了全面的指导和通用的定义和测试方法最关键的电信服务52]。有许多其他标准化机构处理体验质量的评估,包括VQEG、MPEG、JPEG。

虽然大多数当前的文献认为客观措施与技术面向集合的数据,重要的是要注意,客观的测量也可能指客观估计用户的行为(例如,任务持续时间,鼠标点击的数量),通常被认为是只是主观的(53]。

2.3。一般的调查体验质量建模方法

除了简要描述主观评价方法可能导致建筑客观体验质量模型,还解决了在前面的小节中,我们调查的总体体验质量建模方法,以获得一个“大局”这个话题。因此,本节提供了一个分析的几个一般的体验质量模型,验证了各种类型的服务。虽然上市模式并非都是严格限制的无线环境中,他们的目标是识别许多体验质量IFs并提供有关他们体验质量的机制。

表1总结了这些体验质量模型基于以下比较参数:如果根据分类(22),类型的服务,考虑无线方面,提供具体的体验质量模型,适用性对体验质量管理。这种比较分析提供了一个扩展和修改由Laghari等人在10]。我们考虑更多的具体体验质量模型在以下小节有针对性的专门为无线环境。

Perkis等人在54)提出一个模型来测量多媒体服务的体验质量,区分可衡量的和不可测参数。换句话说,方法不提供任何体验质量指标的关系公式,而是地址的因素影响用户的体验质量。可测量的模型参数是密切相关的技术方面的终端和服务,和不可测的实体是密切相关的用户服务的看法,他/她的期望和行为。此外,一个框架,用于量化模型参数描述和验证与语音点播(VoD)和移动电视服务在移动3 g环境。尽管作者分类占QoS参数,体验质量,和业务方面,从而包含人类和系统参数,模型并不完全包括上下文维度。然而,拟议的建模框架给出了测量过程的输入信息,从而有助于帮助各方的总体体验质量管理改进他们的表现。

一个模型没有明确涵盖所有体验质量维度,而是认为他们以有限的方式,介绍了金et al。55]。在职反馈体验质量框架(IFQF)是一个user-triggering方案旨在调查质量恶化的主要原因,从而导致整体体验质量管理过程。架构由四个代理:服务器、网络、用户和管理代理收集信息并形成一个反馈回路,找出故障的原因和位置,从而最小化之间的差异体验质量值估计运营商和真正的体验质量(如用户主观认为的)。

在[56],Kilkki提出一个框架,确定了QoS和体验质量之间的关系,但没有明确考虑详细体验质量组件。框架连接不同的研究群体,包括工程师、经济学家、科学家和行为。作者强调整体的方式体验质量,提出建立多学科的研究小组将地址体验质量的复杂性。此外,通信系统中关键术语说,但没有体验质量因素的分类或分类上的任何细节。然而,框架引入了新的概念,如用户体验(QoUE)质量和客户体验质量(QoCE)。

前面的方法相反,考虑各种体验质量因素只是部分或以更抽象的方式,穆勒et al。57)已经开发出的详细分类最相关的QoS和体验质量方面专注于多通道人机交互,以及影响因素其QoS。分类包括三层:(1)QoS-influencing因素相关的用户,系统,和上下文的使用;(2)QoS性能方面描述用户和系统的交互行为和性能;和(3)体验质量方面相关的质量感知和判断过程发生在用户。除了先前所描述的方法,这个也不提供任何具体的体验质量指标的制定关系认识到需要有相应的权重给体验质量IFs为了促进面向目标的设计和体验质量在未来的系统优化。然而,相信本文提供的开发详细的分类将有助于生产混凝土配方。

在[56),geert et al。58)采取了多学科的方法,包括研究人员背景如社会学、通信科学、心理学、软件开发和计算机科学以创建一个全面的框架。该模型包括四个部分:用户,ICT产品,使用过程中,和上下文。每个组件分为几个子类别,然后如果类别包括前面所提到的三种体验质量。尽管该方法不引入体验质量加权公式,它的目标是提供一个详细的观察体验质量的不同组件提供具体的信息如何被测量。

另一种方法占所有体验质量如果类别提出了Laghari et al。10]。作者提出了一个高级体验质量模型,可以适应许多特定的上下文。它由四个领域,集知识、活动,或影响该模型:人类,环境,技术和业务。因此,从多个方面解决体验质量的模型,虽然它可以指出,它更面向人类的主观领域。同时,框架定义的主要相互作用域:人类环境,人类技术,human-business,科技行业,和context-techno-business以及域特征之间的因果关系。换句话说,提出制定相关体验质量(组结果的因素),“因果”关系直接影响与预测因素(例如,技术,商业,或上下文特征)和间接调节因素(例如,上述因素之间的关联)。此外,通过提供一个结构良好的体验质量的详细分类相关变量和制定它们之间的因果关系,这种方法艾滋病各种利害关系方理解和管理以更广泛的方式体验质量。

沃尔克et al。59)提出一个新颖的体验质量建模方法和保证NGN环境服务交付(SDE)。该模型是与上下文意识,由一组全面的质量相关参数可用在各种信息工厂的NGN和访问采用标准化程序在NGN钻。QoS和各种人类感知组件是解决。此外,参数选择和映射定义建立了垂直从传输层到应用层的用户层,和横向连接的点对点的QoS和端到端体验质量。

De沼泽等。20.)提出一个框架,使多维体验质量的评价在移动testbed-oriented生活实验室环境。模型由一个分布式架构监控网络QoS,上下文信息,用户体验和主观基于相关的功能性需求实时体验在现实环境下的测量。架构允许cross-contextual效应的研究和理解,参数的相对重要性的评估,和体验质量发展的一个基本算法模型。

虽然歌曲等。60体验质量)没有提出具体公式计算,他们有组织的体验质量IFs分成三个部分:用户,系统,和上下文和映射的影响在移动视频交付框架的四个要素,即移动用户、移动设备,移动网络和移动视频服务,因为对于移动视频环境创建的模型。以用户为中心的设计的手机视频可能受益于这个模型,以及移动视频供应商,开发有效的策略来提高用户的体验。

最后,该框架讨论Reichl et al。28)旨在改进建模、测量和管理体验质量的移动宽带服务(如移动网页浏览、文件下载)。作者开发了网络服务的体验质量预测模型,基于分层的方法区分网络、应用程序和用户层。分层的方法获得最相关的性能指标(如网络性能指标,用户体验的特点,和特定的应用程序/服务相关绩效指标)结合用户体验质量,旨在建立精确模型的研究提供直接评分,记录数据在应用程序层和网络层流量测量。采用实验室设置包括用户的设备和两个网络模拟器模型变量UMTS / HSPA网络的行为。参与者的网络流量捕获使用METAWIN [61年被动监测系统,监测流量的所有接口的分组交换核心网络。被动网络测量结合了主观的用户体验质量评级服务构建可靠的为未来的体验质量评估模型。该模型提供了一个跨学科的角度包括等方面的设备和应用程序的可用性,使用环境、用户个性,情感问题,和用户角色。因此,它不仅可以体验质量预测和管理,也为揭示功能性疾病相关性能指标之间的依赖关系和由此产生的感知质量。

基于给出的比较表1,这可能是大多数的讨论总结的方法(10,20.,28,57- - - - - -60),在考虑不同类型的服务和无线方面,解决人类IFs低级(即。、身体、情感和精神的宪法(即用户)和高级处理。、认知能力、解释或判断)。这些模型还考虑系统IFs分为内容、媒体、网络和设备因素,以及上下文IFs,而其中一组,如(55,56)没有明确地址IFs的时尚。然而,尽管分析的方法解决不同的IFs,大多数提供一个体验质量建模框架,而只有少数人提供一个具体的模型(10,28,59]。

在体验质量管理的背景下,解决体验质量建模方法,以其各自的方式,有助于这一过程,可以应用在不同的上下文,如系统或服务/应用程序优化,以及网络资源配置的改善。因此建了其中几个援助监控、测量和估计的体验质量20.,54,58,59),而其他有助于体验质量改进的诊断质量恶化的主要原因(55),使发展的策略60),并提供详细的分类(56,57和因果关系10[],以及体验质量预测机制28]。

2.4。体验质量建模在无线网络环境中

体验质量建模变得更具挑战性的环境中无线和移动网络由于额外的问题这个变量构成的环境。此前分析体验质量建模方法解决了分固定和无线移动环境中常见的系统,用户和IFs上下文。然而,为了获得更好的理解体验质量建模在无线环境中,需要考虑更多的方面和强调除了常见的上市和分类的分类22)表2。

开始与环境本身,我们解决可靠性和可变性。无线通道比固定网络更容易出错,因为暴露在各种物理现象,如噪音,褪色或干扰。这导致包丢失,以及过度和可变延迟,因此影响指标如往返时间(RTT),服务器响应时间(SRT)或吞吐量和传输数据的完整性和流畅。无线基础设施已被标记为一个空气之间的数据传输瓶颈用户设备和网关由于其他一些特性,比如无线容量的速度、覆盖半径,或有限的带宽,和渠道与其他用户共享或信号强度可能会受到温度的影响,湿度,距离天线,等等。另外,关于无线通道的可靠性,必须考虑安全问题和拦截。此外,使用多种不同的无线接入技术的特点(如带宽、容量和覆盖范围的限制,拥塞机制)在许多方面也会影响无线网络性能,从而体验质量。

与一个固定的环境中,移动(水平回归)以及各种可用的无线接入技术之间的自由切换,即通信从一个网络迁移到另一个(垂直交接),导致另一个因素影响QoE-session建立延迟。即在会话建立,移动用户通过几个步骤。首先,用户必须等待安全程序被执行以授予访问网络。然后用户另外等待信号程序完成为了建立会话。因此,为了最初建立会话或重建一个由于交接造成的中断,这些程序必须执行(21]。高用户的移动速度,信号更频繁地执行程序,增加的交通信号。这会影响整个无线资源的使用,增加会话建立延迟,导致对体验质量产生负面影响。

然而,信号量的增加交通交换会话建立,修改,或拆除过程不仅影响广播信号资源,但也会影响设备的性能。例如,现代的手机有一个令人印象深刻的功能和特性,支持应用程序需要不断与网络(62年]。连接是由频繁交换信令流量,控制与数据流量相比。结果是计算资源在移动设备的过载和更快的电池消耗。这些因素被认为是没有交通信号在笔记本电脑的情况下不产生频繁和电池更大,让长连接的维护,也不是在固定的环境中体验质量建模电池消费不是一个问题。另外,电池消费不仅与移动设备与网络的交互,而且用户设备上的相互作用。因此,可以得出这样的结论:电池寿命及其消费时需要考虑的主要因素的建模体验质量在无线环境。

除了电池消耗,许多移动设备体验质量特性的影响。移动设备屏幕的大小,以及位置和钥匙在屏幕上的位置,可能会导致困难和调整或滚动。小键盘会影响总体可用性,导致输入时加重。此外,如上所述在[2,35),终端用户感知质量可能受到缺乏“特点”,如flash player,个性化的闹钟,隐私设置功能,全球定位系统(GPS),内置的字典。

在实现高体验质量的背景下,移动应用程序开发人员应该考虑所有的使用场景和应对各种挑战。应用程序适应能力(动态或静态)是重要的,适应服务/应用程序的内容以适应设备和访问网络能力。除了可用性,主要是考虑所有体验质量模型,应用程序应该调整设备的计算能力(63年]。各种方式的数据访问、安全问题和离线功能以及透明的同步与后端系统也必须解决当考虑移动应用程序。

最后,用户行为在无线环境中相对于固定的环境是不同的。用户可以访问服务通过各种可用的无线技术和不同的移动设备,这使他们的动态环境。尽管在大多数现有的体验质量建模方法,它是特别重要的,针对不同的使用环境在无线环境中,由于他们大大改变用户的感知质量。作者在2)已经认识到这些重要的用户在移动环境中,上下文相关的方面,总结了他们在用户日常和生活方式。

2.5。总结体验质量建模的挑战

有许多的挑战与体验质量的主题建模。首先,有必要确定一长串的各种体验质量影响因素对于一个给定的类型的服务。其次,精心策划的广泛的主观研究需要涉及人类感知质量(包括认知和行为建模)为了IFs模型之间的关系确定和多个维度的体验质量。时要考虑的一些主要方面规划主观测试包括规范使用的方法,识别的依赖和独立变量被认为是,用户测试对象、测试场景,测试环境和等级量表。测试结果分析导致识别最重要的IFs对体验质量的影响,使关键体验质量IFs的推导。体验质量识别关键的IFs参数和质量阈值提供输入相关体验质量的优化策略。第三,一般体验质量模型应该是通用的,在一个弹性设计方法,考虑无线网络技术和服务聚合的进步快。

虽然标准指定主观测试方法等多媒体服务的音频、视频和视听服务49,50,64年,65年),新方法正在研究网络和云计算服务等新兴服务(66年- - - - - -70年]。此外,本节的贡献,总结体验质量在无线环境中建模的挑战。

3所示。体验质量测量和建模

如前所述,体验质量是一个多维的概念,不仅是困难的定义在一个简单的和统一的方式,但同时也监控和测量,考虑到大量的体验质量IFs要考虑。为了提供准确的体验质量评估,只考虑一个或两个体验质量IFs通常是不够的。相反,应该考虑体验质量的维度考虑尽可能多的IFs(及相关)。相关知识的关键假设给定类型的服务来自体验质量模型提供了输入体验质量监控的目的。

体验质量监视和测量过程包括数据的采集与网络的环境和条件,终端功能,用户上下文和应用程序/服务特定信息及其量化(24]。参数可以通过探测器收集在不同的通信系统,在不同的时刻,以及通过各种方法。多样性的体验质量监视和测量分,一起的时刻,和方法的选择给定服务的关键体验质量IFs另外增加了这一过程的复杂性。

为了能够管理和优化体验质量,知识关于体验质量不满意体验质量水平或退化的根源是必要的。如前所述,Batteram et al。71年Reichl)也。et al。30.],分层的方法与网络级关键性能指标(kpi,例如延迟,损失,吞吐量,等等)与用户级应用程序特定的关键质量指标(例如,KQIs服务可用性、可用性、可靠性、等等),然后提供的输入体验质量评估模型。额外的输入体验质量估计模型是由用户提供的,上下文,和device-related IFs。知识关于这个kpi和KQIs之间的映射(或我们称为质量维度)将提供有价值的输入体验质量退化的根本原因的分析。因此,监测探针插入到不同的点在服务交付链收集数据对相关kpi是必要的。

当讨论监视点,我们可以大致区分基于网络的探测器和客户端探针测量(注意,在这两种情况下可以在不同层的协议栈)。在客户端,我们可以进一步区分探针收集end-user-related数据(例如,目标措施如用户鼠标点击,或数据,如用户的人口统计数据,用户的动机,等等),上下文数据,device-related数据、应用程序数据、和网络流量数据。而在客户端监控提供了最佳的洞察用户感知的服务质量,一个挑战在于提供体验质量信息反馈网络,服务/应用程序的内容,或适应云提供商,控制和优化体验质量。如前所述,Hoßfeld et al。24),这个客户端监控点构成的问题用户的隐私、信任和诚信,因为用户可能会作弊为了得到更好的性能。因此,从网络中收集数据不进行客户端监控(以客观或主观的方式),反之亦然,通常不会提供足够的了解体验质量。因此,准确的体验质量监测需要采用两个:从内部监控网络和客户端。

Soldani et al。72年)相同的结论用于体验质量的监视和测量,特别是在移动网络,也就是说,需要互补的应用体验质量监视和测量方法。提出了两种方法:(1)服务水平的方法使用统计样本;和(2)一个网络管理系统使用QoS参数的方法。前一个使用应用程序级性能指标和提供真实用户的意见对服务使用,而后者地图QoS性能指标从网络的各个部分在user-perceptible体验质量业绩目标。几个类似的体验质量测量方法被3 gpp标准特别是基于实时协议(RTP)流,超文本传输协议(HTTP)流(73年通过HTTP)、动态自适应流媒体(DASH),渐进式下载(74年),和多媒体电话(MMtel) [75年为3 gpp设备)。即移动媒体通常退化是由于质量问题出现在过去的无线跳,,因此,面向网络的体验质量评估可能不是很可靠。因此,据报道,最好的方式来获得一个精确的体验质量评估是监视和测量它的移动设备和报告系统(76年]。体验质量报告是结合其他网络收集数据测量和便于识别质量退化的根源。

关于时间,可以体验质量测量(1)服务发达之前,包括个人品质因素的考虑以及质量计划;(2)服务发达后,但不交付;(3)在/服务交付后,由质量监控在网络和在最终用户方/售后服务使用。已经指出,在闭环适应气候变化的背景下,越来越多的合适的客观需求(而不是主观的)体验质量评价技术来促进最佳可用的无线资源的使用(23]。

如前所述(71年),在当今市场上主要有三种技术普遍用于测量性能:(1)使用测试数据包;(2)在网络元素和用户使用探测设备;(3)使用测量组合来自多个网络元素。已报告涉及被动测量的各种方法,基于流量特征之间的相关性分析和性能标准(28,77年]。进行被动测量往往是廉价和可用于评估新的应用程序。然而,使用网络QoS体验质量评估办法通常意味着识别单个媒体流,因此把额外的工作在监测过程(包括包过滤和流重建)[78年]。

今天是一个伟大的挑战,找到一个关于体验质量测量实践共识。一方面,体验质量主要技术指标来计算的,因为它通常是解释的QoS。这种测量和评估方法时批评强调体验质量的多维特征(20.,54,56,79年- - - - - -81年]。另一方面,主观测量维度的经验往往是跳过或忽略,因为短的产品/服务的生命周期,时间压力,预算的原因,或者仅仅因为他们被忽略。

3.1。的调查体验质量监视和测量方法在无线网络

图2说明了可能的体验质量/ QoS监控和无线网络环境中适应点在3 gpp EPS的上下文。它们之间的EPS支持多种接入网络和移动通过聚合全ip核心网称为EPC(前面提到的1]。图描绘了一个简化的架构结合2 g / 3 g接入网络,non-3GPP无线电接入网络,3 gpp LTE接入网(6,82年,83年]。如图所示,体验质量/ qos相关的数据可以收集从网络中分离出来,在客户端,或两者兼而有之。体验质量监视和测量在网络中可能包括数据收集在不同的点,如基站内的各种接入网络、核心网络中的网关或路由器,或服务器服务/应用程序,内容,或云领域。获得的参数可能是来自应用程序级别(例如,决议内容,帧速率,编解码器类型、媒体类型),网络级(如丢包,延迟,抖动,吞吐量),或者一个组合,也就是说,在跨层的时尚。这种方法使QoS在不同层是必需的,因为现有的QoS支持无线接入技术(例如,WiMAX和LTE)只关注接入网(84年]。收集交通接近最终用户提供输入体验质量进行更准确的估计,讨论了还在85年]。此外,处理的数据量大大减少与核心网络中收集的数据。尽管QoS解决方案通常使用网络出口路由器进行流量分析,需要考虑计算负载。

本节提供了一个讨论的其余部分的体验质量测量和监控的一些研究进行了各种类型的服务。的方法分为重点客户端或网络测量,或它们的组合。总结在表3比较这些方法的基础上,体验质量监控,体验质量的评估点,进行体验质量测量方法,指标(主观和客观),类型的服务和体验质量管理的适用性,以及部署挑战的环境中体验质量管理。我们注意到,尽管主观测量通常更适用于建筑体验质量模型的上下文(或验证监测方法),客观的测量通常用于体验质量评估和随后的优化目的。

3.1.1。在客户端体验质量监控

而3 gpp政策和QoS机制基于集中控制,有互补的努力将某些智能的网络客户端。上下文中的服务(动态自适应流媒体通过HTTP), 3 gpp和MPEG标准化机构在客户体验质量标准化机制激活测量设备,以及协议和格式的交付网络服务器体验质量报告(74年]。重要的是要注意,HTTP一般自适应流媒体为客户端提供了完全控制流媒体会话的能力。这种方法主要适用于移动无线环境和客户端设备上提出作为一个可选的特性。体验质量监测和报告框架由3 gpp标准由以下阶段:(1)服务器激活体验质量报告,请求一组体验质量指标报告,并配置体验质量报告框架;(2)客户端监视或测量要求体验质量指标根据体验质量配置;和(3)客户端将体验质量报告发送到网络服务器的可扩展标记语言(XML)格式使用HTTP (86年]。3 gpp LTE系统中是很重要的设计和采用新的QoS交付和服务适应方法目标服务,因为它们是有益的有限的网络资源优化管理和提高体验质量供应给最终用户(87年]。自适应流媒体的好处尤其被公认的高bandwidth-consuming移动视频通信。图3描绘了一个可能的例子PCC架构执行端到端QoS /缓冲服务体验质量的交付。如前所述(87年),目前的3 gpp PCC架构只支持QoS交付和服务适应RTSP-based自适应流媒体服务,需要新的HTTP方法自适应流媒体服务。

其他工作解决具体病例收集体验质量在客户端相关的度量标准,虽然主要是为了体验质量建模和不考虑体验质量报告机制提供反馈网络。在他们的研究移动视频流,Ketyko et al。88年]介绍了体验质量测量的实现方法在Android平台上基于客观和主观参数的集合。观察客观参数记录的QoS和上下文监控组件部署在一个Android设备节点,包括音频和视频抖动和丢包率,以及连接到一个特定的时间的百分比数据网络类型的总持续时间与观看视频会话。此外,观察到最终用户主观参数记录的经验监控组件部署在Android设备上,包括测试用户的评级的内容、图片和声音质量、易变性,匹配的利益,和加载速度。类似于[程序88年),Verdejo et al。89年]讨论android体验质量测量框架的上下文中应用在移动定位实时大型多人在线角色扮演游戏(MMORPG)。用户的评价关于娱乐的感受、吸收或订婚经历在玩游戏的同时考虑和相关的一组客观qos相关的参数,分离出来的上下文数据,并从一个对身体传感器获得的生理数据。

先前描述的测量方法可能导致的整体体验质量管理过程中提高应用程序设计,也就是说,更好地理解内容和生理效应。然而,如果应用这样的测量技术,例如,优化网络性能,挑战在于报告在客户端获得的体验质量反馈回网络。其他潜在的部署用户相关的挑战。正如前面提到的,如果一个用户体验质量提供相关的反馈,他们可能欺骗来改善自己的表现。最后,用户的隐私可能是一个问题的时候行为监测。

除了前面描述的主观数据收集方法ESM和DRM, Wac et al。35]也解决技术方面的体验质量测量方法涉及现实four-week-long研究。他们已经研发出一种Android软件(CSS)应用程序上下文感知悄悄地收集从Android手机用户的上下文和QoS数据。聚集上下文数据包括当前时间和用户的地理位置,无线接入网络技术、蜂窝基站id或访问点名称、接收信号强度指示(RSSI)和电流与总数量的应用程序使用应用程序吞吐量),而测量网络参数是往返时间(RTT)为应用程序级控制消息发送每分钟从移动设备到可用的无线接入网络专用服务器。作为这项研究的结果,作者确定了移动应用程序的体验质量IFs数量,如用户的日常经验,可能在个人电脑和移动设备之间进行选择。这种方法有助于体验质量管理过程在移动应用程序的上下文中设计改进但可能体验相同的部署挑战以前描述的两个方法。

关于收集用户反馈,Chen等人提出的一个框架。90年)量化用户的质量感知通过用户点击一个专用按钮他/她感到不满意的时候使用应用程序的质量。因此,框架称为OneClick,已经证明通过用户评价不同的多媒体内容在网络变量条件。

最后,我们提到的适用性上下文中的客户端监控QoE-driven移动性管理。专注于语音服务、万利拉和Laulajainen [91年)描述体验质量估计VoIP改善现有网络级IP移动性管理解决方案。建议的解决方案由被动执行体验质量估计为VoIP网络QoS监控流量,给网络的QoS信息Pseudo-Subjective质量评估(PSQA)工具(92年]。其目的是帮助接入网交接决策。提出了原型实现测试场景代表真正的VoIP服务使用。我们注意到VoIP体验质量评估和预测基于被动探测机制,直接集成到一个移动性管理协议进一步解决Mitra et al。93年]。此外,以用户为中心的方法提出了无缝移动性管理解决方案是欧盟FP7 PERIMITER之下的重点领域项目94年)(可交付提供详细的见解以用户为中心流动设计)。

3.1.2。体验质量监控网络中

沃尔克et al。59),其部分中描述的方法2在体验质量建模的背景下,关注一个NGN和IP多媒体子系统(IMS) [95年]的基础环境,提出了一个解决方案体验质量保证雇佣了一个自动化主动在职用户的体验质量估计的算法,而不是依靠定期QoS技术或获取主观最终用户的反馈。体验质量估计算法是基于端到端体验质量建模和环境敏感目标是由一个专门的应用程序服务器,实现增值服务的推动者。作者认为原因进行集中体验质量估计的网络是可用性和广泛的质量相关信息,非侵入性的在职体验质量估计的可能性,和积极的潜力在职质量保证功能(例如,应用程序服务器可以调用适应/修改某些质量影响的参数)。同时作者认为这种方法确保公平的解释主观感知质量对任何最终用户或服务,和运营效率的任何终端用户参与(保证体验质量估计的普遍性),用户奇点的概念可能被认为是被忽视的。

Hoßfeld et al。96年)比较两个YouTube体验质量监控方法操作在最终用户级别(以下标题中描述)和内部网络。小说网内YouTube(阴)监控工具提出了一个被动的网络监视工具。这种方法旨在检测和测量拖延近似的视频回放视频缓冲区状态通过比较视频帧的播放时间和收到包的时间戳。这种方法的挑战与拖延事件到达的准确重建应用程序层需要额外的成本,限制了可伸缩性的YouTube视频流的数量,可以实际监测的调查。

Menkovski et al。38)提出了一种把体验质量进行评估的方法,开发了一个平台进行体验质量评估服务提供商。设计平台估计基于现有的移动电视服务QoS的体验质量监控数据一起体验质量预测模型。预测模型是使用机器学习(ML)技术从主观有限初始主观用户获得的数据测量。因此,主观测量相关的复杂性是最小化,而方法的准确性。这个平台是目前用于移动电视系统估计的体验质量流媒体内容,并进一步用于管理服务和资源。然而,部署的系统不能提供任何信息是如何被最终用户服务。

3.1.3。体验质量监控相结合的客户端和网络测量

进一步聚焦在YouTube上最常见的一种,交通密集的移动应用程序,Staehle et al。97年)提出了前面提到的YouTube应用程序安慰(AC)监控工具-YoMo,监控在客户端体验质量。该工具检测到YouTube视频,并确定其缓冲的玩乐时间。因此,YoMo工具能够检测迫在眉睫的体验质量退化,也就是说,停滞的视频。视频回放的中断是唯一考虑因素影响YouTube体验质量,因为它一直辩称,如果在给定的情况下这是关键。此外,该工具拖延信息网络通信顾问和引发了警报如果交流变得糟糕。使YoMo特别适合体验质量监视和测量是能够提前预测拖延的时间。因此,它允许网络运营商做出反应前体验质量退化和,以避免不满意的顾客。

Ketyko et al。98年]介绍了测量概念相关的体验质量移动视频流在3 g网络环境和semi-real-life上下文。数据收集,这是基于经验取样法,结合客观和主观评估数据的用户体验。观察technical-quality-related体验质量参数,音频和视频包丢失和抖动,在服务器端获得的实时传输控制协议(服务器)接收机记录(RR),而观察到的RSSI参数获得的我从事在客户端使用原位测量工具。主观评估参数进行了两个阶段:(1)preusage问卷(获取用户的经验对移动应用程序)和(2)使用阶段,用户被要求使用六种不同的移动应用程序使用环境:室内和室外,在家里,在工作中,和火车/公共汽车。本研究表明,移动视频的体验质量影响的QoS和上下文。此外,作者提出了线性函数建模technical-quality-related体验质量方面,认为空间质量和情感满足是最相关的测试用户体验质量方面。

调查了几个选择体验质量的测量方法,我们应该分类成的目标执行体验质量监控通过收购数据只在客户端(35,74年,88年- - - - - -90年),只在网络(28,38,59,91年,96年),或通过收集数据,客户端和内部网络(97年,98年]。如前所述,以保证准确的体验质量评估和识别的体验质量退化的原因,测量数据收集以及端到端服务路径是必要的。大多数的方法包括主观和客观两参数与最终用户体验质量评估。而主观评估的集合通常是在体验质量实证研究的范围进行针对建筑准确的体验质量模型,客观测量提供输入体验质量预测机制和通常用于体验质量优化和控制的目的。此外,在讨论了测量环境条款,几种方法已经在实验室的实验说明(28,38,91年,96年,97年),而另一些人则是在现实生活中(35,59,74年,90年)或semi-real-life环境(88年,89年,98年]。

因为它可以从前面分析,观察体验质量监测方法在无线环境中经常测量丢包率等参数,带宽、吞吐量、延迟、抖动和不一般不同的寻址一个固定的环境。然而,为了深入了解体验质量IFs在无线和移动环境中,需要监控参数等环境特征(表2)。例如,RSSI测量可以用于解决无线渠道接触物理现象等因素,其容量和用户之间共享,信号强度、终端天线增益。此外,为了获得精度对于无线频道,这个测量可以结合测量基站和终端天线增益、天线的距离,温度,等等。结合上述测量获得的信息能给一个清晰的哪些因素影响体验质量和到什么程度。另一个例子是无线电频率或细胞重新选择信号的测量更新频率可能揭示如何优化这些无线和移动具体问题。此外,尽管不是在分析,建议测量移动设备能耗使用不同的应用程序时,处理器性能和存储容量。

3.2。总结体验质量监视和测量的挑战

前面的讨论表明,体验质量监视和测量过程复杂由于体验质量影响因素的多样性,数据采集,计时,收集数据的方法,以及关于这些问题缺乏共识。在这一过程中面临的主要挑战是回答以下四个问题:(1)什么收集?(2)在哪里收集?(3)当收集?和(4)如何收集?

首先,需要确定哪一个数据获取。的什么/子句指定的体验质量指标的选择取决于服务类型和上下文。决定数据应该考虑广泛的体验质量获得IFs是具有挑战性的,但是任何体验质量监控和测量方法的先决条件。其次,选择一个位置在哪里收集数据是另一个体验质量评估过程中的关键问题,即确定监控探头的位置。正如前面提到的,可以在网络中收集数据,在客户端,或两者兼而有之(这也取决于测量是否进行体验质量体验质量控制建模的目的或目的)。体验质量监视和测量在网络中可能包括数据收集在不同的点,如基站内的各种接入网络、核心网络中的网关或路由器,或服务器服务/应用程序,内容,或云领域。此外,获得参数可能来自应用程序级别,网络层面,或组合。每个采集位置地址前面所讨论的具体挑战。此外,如果执行在职体验质量管理(例如,QoE-driven动态(重新)分配网络资源),收集的数据通常需要传达一个实体体验质量进行优化决策。因此,数据的传递需要解决控制的实体。第三,每个人都应该确定当收集数据:(1)在服务开发;(2)服务发达后,但不交付;和(3)服务交付。此外,多长时间数据应该监视和测量需要考虑。最后,如何执行数据采集的决定在哪里和当条款。体验质量监控过程意味着计算操作,因此计算复杂度和需要考虑移动设备的电池寿命。

体验质量可能得出结论,在建模过程中,不同的演员参与服务供应链将监视和测量以不同的方式体验质量,专注于这些参数给定的演员有控制的(例如,一个网络提供商将监控qos相关的性能参数分离出来将如何影响体验质量,设备制造商将监控device-related性能问题,而应用程序开发人员将感兴趣的服务设计和可用性如何影响体验质量)。

在选择适当的体验质量度量和监视和测量的方法,重要的是要提供机制利用这些信息对提高服务性能,网络规划、优化网络资源,规范运营商的服务水平协议(sla),等等。等问题是解决“最后一步”体验质量管理过程,在下一节中讨论。

4所示。体验质量优化和控制

后体验质量建模、监视和测量,体验质量管理的最终目标是控制体验质量通过体验质量优化和控制机制。这样的机制产生优化服务交付(潜在)连续和动态交付控制为了最大化最终用户的满意度和最佳利用有限的系统资源。从运营商的角度来看,目标是保持满意的最终用户体验质量(的)为了限制客户流失,同时有效地分配可用的无线网络资源。体验质量优化同样可能被认为是一个非常具有挑战性的任务由于一系列问题特征对于聚合全ip的无线环境,包括有限的带宽和可变性,移动数据的增长,移动设备和服务的异质性,使用场景的多样性,具有挑战性的用户的需求和期望,以及努力实现成本效率。

4.1。在无线环境中体验质量优化方法的概述

许多策略优化体验质量提出了在无线环境中,不同的应用方式(网络/面向用户的),参数选择是调整,控制位置(s)和时间(s),等等。因此,在本节中,表4将提供一个概览的最先进的方法体验质量的优化点,优化策略,认为无线技术,部署的挑战。

由于QoS(并最终体验质量)供应是一个关键问题在无线网络环境中,3 gpp提出了一套全面的QoS的概念和体系结构UMTS (7,8]。政策和收费规则函数(PCRF)包含在3 gpp PCC的EPS作为体系结构(9),如图所示4特定订阅,影响终端用户体验质量和服务类型支持服务通过提供基于网络的QoS。服务需求可以从应用程序中提取信号(例如,基于会话初始化协议(SIP))并传递给PCRF,负责执行政策规则。执行策略规则及其执行在网络层服务管理网络拥塞,基于异构服务需求,提供差异化的服务质量,创造一个新的商业模式的框架。持票人,基于类的QoS概念介绍了QoS类标识符(QCI)指定标准数据包转发治疗对于一个给定的交通流量。标准化QCI特征指定的无记名式(保证码率(GBR)或non-GBR)、优先级、封包延迟预算(PDB)和包错误损失率(PELR) [99年]。除了九QCIs, EPS中定义的QoS参数包括分配和保留优先(ARP),最大码率(MBR),和GBR。

Skorin-Kapov和MatijaševićOne hundred.)提出了QoE-driven服务适应和优化网络资源配置机制的背景下3 gpp IMS和PCC架构(图5(一个))。服务需求和用户偏好效用函数的形式表示,作为一个优化过程的输入(提出QoS进行匹配和优化函数)旨在计算最优服务配置和网络资源分配,考虑到网络资源,服务,和运营商政策约束。计算结果和作为输入传递给PCRF节点资源配置的机制。Ivešićet al。101年]在这种方法的基础上进一步关注QoE-driven域方面最优的资源分配在多个会话。资源配置被制定为一个多目标优化问题的目标最大化所有活动会话的总效用随着运营商利润3 gpp EPS的上下文中。

进一步考虑3 gpp环境,一个在职体验质量控制机制提出了沃尔克et al。59),并进一步研究了Sterle et al。102年)(图5 (b))。该应用程序级体验质量评价函数运行在应用程序服务器在NGN服务层是基于一组全面的体验质量IFs的集合。作者试图最大化体验质量,质量性能指标确定的调整。正如以前讨论的体验质量的监视和测量,这种方法的好处包括广泛的质量相关信息资源可用的网络和非侵入性的在职质量保证和控制。

网络——也就是说,operator-driven,体验质量优化方法主要是关心可用网络资源的最优利用,为了最大化体验质量,他们提出各种网络资源管理机制依赖于信息的监视和测量过程。因此,Thakolsri et al。103年)(图6(一))的上下文中应用效用最大化QoE-driven资源分配多个用户访问无线网络不同的视频内容。该方案分配网络资源并执行速度适应这样可感知的质量波动的谎言unperceivable的范围内变化。此外,Aquarema提出的概念Staehle et al。97年)(图6 (b))允许特定于应用程序的网络资源管理,从而提高了用户体验质量在各种各样的网络为各种应用程序。作者实现了改进的交互监控工具——先前描述应用程序的安慰YoMo,在客户端运行,网络顾问可能会引发不同的资源管理工具。量化的工具如何应用程序正在运行,使预测的用户体验,从而使网络顾问行动迫在眉睫的体验质量退化。这些方法的原则,把资源分配机制在核心网络可能发生的总和。例如,前一个管理网络资源的优先级的用户更好的信道条件,从而间接地假定总体体验质量的提高可以补充的监控工具获得的客户信息。从而将获得更多信息公平优先,也就是说,网络资源分配和个人用户体验质量的改进。

此外,Latre et al。104年)(图6 (c))定义了一个自主管理架构优化体验质量在多媒体接入网络使用(1)组成的一个平面的方法监控飞机负责监控网络和建立知识;(2)一个知识的飞机分析了知识和体验质量决定了理想的行为;和(3)行动的飞机实施这些行动到网络。作者主要集中在“智能”知识飞机由两个推理者:一个分析基于一组方程,另一个基于神经网络。这些推理者可以优化视频服务的体验质量和两个优化措施:应用前向纠错(FEC)减少丢包造成的错误链接,切换到不同的视频比特率,以避免堵塞或获得更好的视频质量。

为了有效地利用有限的无线资源和分配他们的用户感知质量应该最大化,QoE-driven资源分配和调度机制应该包含人类感知质量的敏感性(105年)需要一个策略包括映射用户的意见在资源分配和调度算法等各种无线接入技术的码分多址(CDMA), LTE, UMTS, WiMAX,或无线局域网(WLAN)。例如,哈桑et al。106年)模式移动VoIP服务的体验质量和使用这个作为输入体验质量管理方案采用游戏理论的资源管理方法。

在这种背景下,是具有挑战性的网络元素负责资源管理适应限制上行和下行无线资源分配或周期性地重新分配到不同的服务提供者和用户,所有资源竞争对手感到满意。QoE-driven资源管理,将导致更高的用户满意度可能通过实现QoE-aware路由和数据包执行控制器优待特定类型的数据包,根据基于优先级的政策可能不同,这取决于运营商的利益。然而,在资源变量和约束系统,如无线网络,优先获得资源主要是给用户拥有良好的信道条件和访问集中导致他/她的应用程序满意度为少量的有限的资源(103年]。此外,一个用户可能占优先支付更多,尽管他们可能没有上述通信条件。体验质量数据可能被利用以援助和改善决策的资源分配和调度103年,107年)、流动性管理(91年),等等。

进一步关注QoE-driven资源分配,它可以指出,这个过程可能是适应满足不同服务需求(例如,通过3 gpp QoS供应机制),或服务可能适合满足动态网络资源可用性(例如,自适应流媒体基于MPEG DASH)。此外,它可以被认为是对单个用户体验质量的优化(91年)或多个用户(103年)不同给定用户体验质量的最大化或总平均为用户体验质量,以及单一媒体流(108年)或多个媒体流(One hundred.,101年)具有不同效用函数对应于每个媒体组件。

然而,综合考虑的各种体验质量影响因素及其相关性是必要的为了提高体验质量和优化。根据体验质量的确定适当的IFs参数可能需要调整对于给定的服务,体验质量优化可能表现在不同的位置,如图2。因此,总结如表4,可以进行优化应用各种控制机制在基站内各种接入网络(109年- - - - - -111年]运用策略管理规则在核心网络中的网关或路由器(97年,103年,112年,113年),进行调整在服务/应用程序服务器(104年,113年,114年),内容或云计算领域,或者组合107年),以及终端用户设备(115年]。因为体验质量控制依赖于体验质量监视和测量信息,通常控制位置是一样的监视和测量。这并不一定意味着体验质量进行优化是在激活收集位置数据,由于数据聚集在一个点在系统中可能会触发另一个点的优化。此外,优化可能水平执行从链接到应用程序层(59,102年),以及跨层的方式是最常见的(97年,103年,108年,112年,113年,116年]。

解决方法提出各种体验质量的优化策略,旨在优化网络资源配置(One hundred.,101年,112年,113年];优化无线资源分配(97年,103年,107年,109年];服务优化97年,One hundred.,102年,107年,110年,114年];优化回归的决定(113年];选择访问网络(111年];或者电池消耗115年]。然而,整个自动优化策略可以成功管理有限的网络资源,满足一般用户的需求,但这些可能并不总是最优的个体用户的体验质量。它被认为自动机制可能受益于服务的用户手动调整设置在他/她自己的设备,尽管它会影响网络资源。例如,Aristomenopoulos et al。109年)提出了一个动态的工具适应框架适合在无线环境中实时多媒体服务,它允许用户表达(说)满意度与服务质量和调整他们的设备。这个框架提供了无缝集成用户的主体性在网络上进行无线资源管理(RRM)机制,从应用程序中启用跨层的介质访问控制(MAC)层。

关于时间体验质量优化应该进行时,可以区分在职和报废的方法。在职体验质量优化意味着过程的传导系统,同时在操作。换句话说,它在服务执行期间执行在线质量预测/控制。面向用户的方法基于质量相关反馈是在职的,自从事件触发体验质量适应来自个人用户使用服务(虽然她/他109年,111年]。网络应用的方法也可以在职,因为资源管理功能可以触发事件发生在服务(例如,检测网络拥塞,运营商策略)(59,97年,102年,103年,110年,113年- - - - - -115年]。另一方面,报废的体验质量适应执行以离线的方式实现网络规划的控制机制,负载均衡、网络拥塞检测等等(9,116年]。

它可能会得出结论,在大多数情况下用户感知体验质量将取决于底层的网络性能。然而,网络体验质量优化过程将明显受益于感知质量反馈收集的数据在用户的身边,因为体验质量是固有的以用户为中心。此外,如前所述,网络决策过程可能会受益于用户的适应性方面的更高效的资源使用情况。因此,为了真正的优化和控制体验质量,应包含网络和面向用户的问题。

4.2。摘要体验质量优化的挑战

正如前面讨论的,体验质量优化和控制是一项非常具有挑战性的任务考虑众多的约束。同样,与体验质量监视和测量过程,至于产生的主要挑战体验质量控制可以概括为以下四个问题的答案:(1)什么控制?;(2)在哪里控制?;(3)当控制?;和(4)如何控制?

回答这个问题的什么参数优化的问题涉及到确定的关键因素的调整将导致提高体验质量。此外,这些优化对其他参数的影响必须考虑,因为在某些情况下改进的一组参数可能导致其他参数退化(例如,web浏览高质量媒体内容可以延长一个web页面响应时间)。的什么条款决定了体验质量优化过程中另一个关键问题:位置在哪里优化将被执行。因此,体验质量可能是优化的,在以前讨论的不同地点。此外,一个需要确定当执行体验质量优化:在服务期间,也就是说,在线或离线的方式控制。此外,它需要被考虑多长时间优化体验质量。最后,如何优化体验质量是由三个前面提到的条款。

基本上,有很多体验质量优化和控制策略,可以描述为接近网络或接近用户。出现一个有前途的方法来优化体验质量通过结合网络和面向用户的方法的缺点补充其他的进步。因此,通过结合不同的方法体验质量优化,涉及多个利益相关者和球员在服务交付过程将会受益,因为他们每个人提出的各种额外的挑战将会解决。此外,无线和移动环境的特点,讨论了在桌子上2(例如,约束和共享网络资源,变量和不稳定的本质无线频道,设备多样性和功能)将带来额外的挑战,应对用户之间分配有限的资源。

因此,开放研究问题包括适用性不同无线接入技术(例如,LTE, WiMAX, WLAN)和实现异构设备上;计算问题的复杂性机制或计算能力有限的设备可能导致电池消费;信令开销,由于增加的交通信号设备之间交换和无线访问点(如果优化机制是分布式和组合)和产生的延迟;可伸缩性的耗时的效果和成本的解决方案应用于大量用户;等等。因为未来的研究的目标是要考虑用户的体验质量优化过程中的主体性,相关的问题,如公平、信任、隐私必须妥善加以解决。

5。结论

满足用户服务质量的期望和要求在今天的以用户为中心的和即将到来的聚合全ip的无线环境意味着执行成功的体验质量管理的挑战。需求提出的标准包括3 gpp, ETSI、和ITU包括提供支持服务,而随时随地在任何媒介和网络技术,在多个运营商领域。在竞争激烈的电信市场的背景下,快速发展的新的和复杂的移动多媒体服务通过各种移动设备为终端用户提供了一个广泛的选择范围,因此越来越多的驾驶操作符将专注于体验质量领域。研究表明,体验质量的管理作为一个高度复杂的问题需要一个跨学科的视图从用户,技术,环境,和灵活的合作和业务方面所有球员和利益相关者参与服务提供链。

给出了艺术和当前的状态的调查研究活动重点步骤包括体验质量管理过程:体验质量建模,体验质量体验质量监控和测量,以及适应和优化。概述的基础上,我们已经识别出的关键因素和讨论和挑战时需要考虑进行研究领域的体验质量管理,特别是有关无线网络的域。体验质量建模相关的挑战包括各种体验质量IFs的考虑和识别的关键,以及映射关键IFs体验质量维度。相关的主要挑战体验质量监视和测量可以概括的问题:什么收集?,在哪里,当,如何收集数据?同样,下面的问题什么改善?,在哪里,当,如何提高体验质量?总结的挑战体验质量优化的过程。在无线网络环境中,体验质量管理已大部分被认为是在资源调度方面,即资源配置决策驱动优化用户体验质量。QoE-driven资源管理已成为一个重要的问题对于移动网络运营商的不断增加的需求复杂,更快的适应各种设备的多媒体应用程序,需要增加网络资源(例如,更多的带宽,减少延误,高质量链接),以及需要向持续沟通,满足用户期望高流动性,等等。因此,QoE-driven移动性管理解决方案也被提出,以及QoE-driven适应服务解决方案。

因此,通过各种体验质量方面从广泛的跨学科的角度来看,本文旨在提供一个更好的理解体验质量和聚集的过程管理的无线环境。

缩写

AAA级:	身份验证、授权和会计
A-GW:	访问网关
为:	应用程序服务器
二元同步通信:	基站控制器
BTS:	基地收发站
破折号:	动态自适应通过HTTP流媒体
E节点B:	进化节点B
EPC:	进化backet核心
ePDG:	增强的分组数据网关
每股收益:	进化包系统
E-UTRAN:	进化UMTS陆地无线接入网
GGSN:	网关gprs支持节点
GPRS:	通用分组无线业务
GSM:	全球移动通信系统
HSPA:	高速分组接入
高速钢:	家庭用户服务
HTTP:	超文本传输协议
I-CSCF:	询问呼叫会话控制功能
IMS:	IP多媒体子系统
知识产权:	互联网协议
兰:	局域网
LTE技术:	长期演进
居里夫人:	移动管理实体
PCC:	政策和充电控制
PCEF:	政策和收费执行函数
PCRF:	政策和收费规则的功能
P-CSCF:	代理呼叫会话控制功能
P-GW:	分组数据网络网关
PS:	策略服务器
Q-MOF:	QoS匹配和优化功能
体验质量:	质量的经验
QoS:	的服务质量
RM:	资源管理器
共和党全国委员会:	无线网络控制器
自洽场:	会话控制功能
SGSN:	服务GPRS支持节点
S-GW:	服务网关
SIP:	会话初始化协议应用程序服务器
SPR:	订阅配置存储库
S-SCSF:	服务呼叫会话控制经理
UPR:	用户配置文件存储库
UPSF:	用户配置文件服务器。

确认

作者要感谢匿名审稿人的宝贵的意见和建议。l . Skorin-Kapov的工作是在科技部支持的一部分,教育和体育克罗地亚共和国研究项目号,036-0362027-1639和071-0362027-2329。