專利名稱：一種實(shí)現(xiàn)全面準(zhǔn)確確定數(shù)據(jù)流量的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通訊技術(shù)領(lǐng)域，主要應(yīng)用于分組網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的通信管理和質(zhì)量控制技術(shù)等方面。具體涉及一種在用戶通過(guò)RSVP(資源預(yù)留協(xié)議)申請(qǐng)保障性業(yè)務(wù)時(shí)，實(shí)現(xiàn)全面的、準(zhǔn)確的確定數(shù)據(jù)流量的控制方法。
背景技術(shù)：
流量描述主要用于刻畫(huà)某一條數(shù)據(jù)流的統(tǒng)計(jì)特征，如平均速率、流量的突發(fā)性等，其典型應(yīng)用如下數(shù)據(jù)通信的管理為了對(duì)各類數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)實(shí)施有效地維護(hù)與管理，ISP需要同其用戶或其它的ISP簽署SLA。所謂SLA是指業(yè)務(wù)提供者和使用者之間的一種約定，主要內(nèi)容包括業(yè)務(wù)類型、與業(yè)務(wù)類型相關(guān)的數(shù)據(jù)流量的各種特征、服務(wù)水平以及各類管理措施等。流量描述是SLA的核心內(nèi)容之一，ISP對(duì)客戶數(shù)據(jù)流所進(jìn)行的整形、監(jiān)管以及計(jì)費(fèi)等關(guān)鍵性的管理工作均將以相應(yīng)的流量描述為參照；通信質(zhì)量的控制音、視頻數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)分組傳輸對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬、延時(shí)、延時(shí)抖動(dòng)以及包丟失率等性能指標(biāo)有著較高的要求，因此i.在僅提供盡力而為業(yè)務(wù)(Best-effort Service)的IP網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，為了使數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程能夠適應(yīng)于通信條件的變化以達(dá)到一定的質(zhì)量，有必要實(shí)施端到端的應(yīng)用層質(zhì)量控制，而此類控機(jī)制在制定恰當(dāng)?shù)姆纸M傳輸策略的過(guò)程中，需要將對(duì)音、視頻數(shù)據(jù)所作的流量描述作為參照；ii.在能夠提供質(zhì)量保障業(yè)務(wù)的IP網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下(如支持IntServ，DiffServ或MPLS等QoS機(jī)制的IP網(wǎng)絡(luò))，為了滿足音、視頻數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分組傳輸?shù)男枨?，有必要依照流量描述進(jìn)行資源預(yù)留，同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)核心部件(如路由器等)也需要根據(jù)流量描述進(jìn)行接納控制、流量整形與監(jiān)管、緩沖區(qū)管理以及分組轉(zhuǎn)發(fā)調(diào)度等質(zhì)量維護(hù)工作；總之，在數(shù)據(jù)通信管理和服務(wù)質(zhì)量控制等方面，流量描述發(fā)揮著重要作用。
對(duì)于某一條特定的數(shù)據(jù)流而言，其流量可被表示為A(t)，代表在時(shí)間間隔
內(nèi)，信源所生成的數(shù)據(jù)量(單位為字節(jié))。因此，如果一條數(shù)據(jù)流的持續(xù)時(shí)間為T，其流量滿足關(guān)系式A(t+T)＝A(T) 對(duì)于t≥0 (1)由此，定義數(shù)據(jù)流A(t)的實(shí)測(cè)包絡(luò)為EA(τ)=maxt≥0{A(t+τ)-A(t)}0<τ<T---(2)]]>即，EA(τ)表示在任意時(shí)間段τ內(nèi)，信源所能生成的數(shù)據(jù)量的最大值?？梢?jiàn)，實(shí)測(cè)包絡(luò)是對(duì)數(shù)據(jù)流量特征所作出的最為全面的概括，即歸納了其全部狀態(tài)。需要特別指出的是，由于在分組網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，數(shù)據(jù)流是由多個(gè)分組(具有固定字節(jié)長(zhǎng)度或變動(dòng)的字節(jié)長(zhǎng)度)所構(gòu)成的序列，因此EA(τ)的一階導(dǎo)數(shù)函數(shù)不連續(xù)。
當(dāng)前，在數(shù)據(jù)通信管理和服務(wù)質(zhì)量控制等方面，常見(jiàn)的流量描述模型為令牌漏斗模型以及RSVP模型，分別為1.令牌漏斗模型可表示為一個(gè)二元組(r，b)，其中r用以表示數(shù)據(jù)流的平均速率，b表示數(shù)據(jù)流的突發(fā)性，并需要滿足
(1)EA(τ)≤b+rτ，對(duì)于所有τ≥0。
(2)至少存在一個(gè)u＞0，使得EA(u)＝b+ru。
2.RSVP模型可表示為四元組(r，b，p，M)，其中r用以表示數(shù)據(jù)流的平均速率，b表示數(shù)據(jù)流的突發(fā)性，p為數(shù)據(jù)流的最大速率，M是最大的數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度，并需要滿足(1)EA(τ)≤min{M+pτ，b+rτ}，對(duì)于所有τ≥0。
(2)至少存在一個(gè)u＞0，使得EA(u)＝b+ru。
由此可以看出，令牌漏斗模型定義了一條與實(shí)測(cè)包絡(luò)相切的直線，而RSVP模型則定義了一條與實(shí)測(cè)包絡(luò)相切的折線，因此存在如下問(wèn)題1.片面性令牌漏斗模型和RSVP模型都僅僅明確了數(shù)據(jù)流量的某一種狀態(tài)，是對(duì)數(shù)據(jù)流量特征所進(jìn)行的一種片面性的描述；2.不確定性令牌漏斗模型和RSVP模型的定義表明，可能存在多個(gè)符合約束條件的流量描述結(jié)果，即模型參數(shù)的取值帶有明顯的不確定性；上述問(wèn)題決定了在數(shù)據(jù)通信管理和質(zhì)量控制技術(shù)等方面，令牌漏斗模型和RSVP模型所能發(fā)揮的作用是有限的，例如1.依賴現(xiàn)有的流量描述模型，就SLA的簽署而言，存在著一系列難以妥善解決的問(wèn)題，如用戶如何確定較為合理的流量描述結(jié)果、如何建立有效的協(xié)商機(jī)制等，而這些問(wèn)題也是導(dǎo)致當(dāng)前缺乏較為完善的SLA體系的原因之一；2.在能夠提供質(zhì)量保障業(yè)務(wù)的IP網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，由于用戶預(yù)留的資源越多，其支付的費(fèi)用也就越高，因此，相應(yīng)于一個(gè)特定的質(zhì)量水平如何申請(qǐng)最少的資源，對(duì)用戶來(lái)說(shuō)是一個(gè)需要解決的重要問(wèn)題，而這就是所謂的資源優(yōu)化問(wèn)題；一般而言，只有在較為充分地了解數(shù)據(jù)流量特征的基礎(chǔ)上，資源優(yōu)化問(wèn)題才能夠得到令人滿意的結(jié)果，例如在利用RSVP申請(qǐng)保障性業(yè)務(wù)時(shí)，最佳的預(yù)留帶寬為r0=max0≤τ≤T(EA(τ)+Ctotτ+D‾-Dtot)]]>其中，Ctot、Dtot是反映網(wǎng)絡(luò)特征的參數(shù)，而D則是反映預(yù)期質(zhì)量水平的參數(shù)；需要指出的是，考慮到多種因素，預(yù)留帶寬的確定應(yīng)當(dāng)由數(shù)據(jù)接收方完成，而此時(shí)接收方只了解數(shù)據(jù)流量的一種狀態(tài)(即基于RSVP模型的描述結(jié)果)，對(duì)實(shí)測(cè)包絡(luò)一無(wú)所知，因此接收方幾乎無(wú)法確定最佳的預(yù)留帶寬；3.應(yīng)用層質(zhì)量控制的核心在于使得數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收過(guò)程能夠較為準(zhǔn)確地與具體的網(wǎng)絡(luò)通信條件相適應(yīng)以維持一定的傳輸質(zhì)量，而這就意味著，只有在較為全面地了解了數(shù)據(jù)流量的各種狀態(tài)的前提條件下，應(yīng)用層的質(zhì)量控制機(jī)制才能夠制定出合理的數(shù)據(jù)發(fā)送或接收的調(diào)度方案并加以實(shí)施，顯然，令牌漏斗模型和RSVP模型都無(wú)法使得這一前提條件得到滿足；總之，當(dāng)前的流量描述模型存在著片面性和不確定性的問(wèn)題，在數(shù)據(jù)通信管理和質(zhì)量控制技術(shù)等方面所能發(fā)揮的作用是有限的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)數(shù)據(jù)流量描述中所存在的問(wèn)題，給出一種能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)流量全面和準(zhǔn)確確定的控制方法，便于用戶在通過(guò)RSVP申請(qǐng)保障性業(yè)務(wù)時(shí)完成對(duì)信令過(guò)程以及預(yù)留帶寬的優(yōu)化。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種實(shí)現(xiàn)全面準(zhǔn)確確定數(shù)據(jù)流量的控制方法，包括獲取數(shù)據(jù)流量的實(shí)測(cè)包絡(luò)，其特征在于至少還包括如下步驟
第一步驟，設(shè)定該實(shí)測(cè)包絡(luò)中任意包絡(luò)點(diǎn)與其前的各個(gè)包絡(luò)點(diǎn)連線的斜率集合為第一集合，并取該第一集合中的最小值；設(shè)定該實(shí)測(cè)包絡(luò)中任意點(diǎn)與其后的各個(gè)包絡(luò)點(diǎn)連線的斜率集合為第二集合，并取該第二集合中的最大值；當(dāng)所述第一集合中的最小值大于或者等于第二集合中的最大值時(shí)，該任意點(diǎn)即是所要確定的包絡(luò)切點(diǎn)；第二步驟，通過(guò)所確定的包絡(luò)切點(diǎn)，進(jìn)一步得到切線集合，由此切線集合確定切點(diǎn)描述；所述切點(diǎn)描述包括包絡(luò)切點(diǎn)的時(shí)間位置、實(shí)測(cè)包絡(luò)值、切線斜率的取值區(qū)間。
針對(duì)具體的數(shù)據(jù)流量，在獲取數(shù)量流量的實(shí)測(cè)包絡(luò)后，根據(jù)第一步驟可以確定多個(gè)包絡(luò)切點(diǎn)。
在確定多個(gè)包絡(luò)切點(diǎn)后，根據(jù)第二步驟可相應(yīng)得到包含多個(gè)切點(diǎn)描述的實(shí)測(cè)描述。
所述實(shí)測(cè)描述可以是包含通過(guò)實(shí)測(cè)包絡(luò)得到的全部或者部分切點(diǎn)描述。
還包括如下處理步驟針對(duì)單個(gè)切點(diǎn)描述，當(dāng)切線斜率的取值區(qū)間較小時(shí)，用一個(gè)具體的切線斜率值來(lái)替代取值區(qū)間，以降低實(shí)測(cè)描述的描述開(kāi)銷。
所述切線斜率的取值區(qū)間是否較小，是根據(jù)具體應(yīng)用的特點(diǎn)及其目的來(lái)確定的。
還包括如下處理步驟針對(duì)某些時(shí)間位置臨近的多個(gè)切點(diǎn)描述，當(dāng)切線斜率的取值區(qū)間較密集時(shí)，用其中某一個(gè)切點(diǎn)描述的取值區(qū)間來(lái)替代其它取值區(qū)間，以降低實(shí)測(cè)描述的描述開(kāi)銷。
所述切線斜率的取值區(qū)間是否較密集，是根據(jù)具體應(yīng)用的特點(diǎn)及其目的來(lái)確定的。
一種實(shí)現(xiàn)全面準(zhǔn)確確定數(shù)據(jù)流量的控制方法，包括獲取數(shù)據(jù)流量的實(shí)測(cè)包絡(luò)，其特征在于還包括如下步驟第一步驟，設(shè)定該實(shí)測(cè)包絡(luò)中任意包絡(luò)點(diǎn)與其前的各個(gè)包絡(luò)點(diǎn)連線的斜率集合為第一集合，并取該第一集合中的最小值；設(shè)定該實(shí)測(cè)包絡(luò)中任意點(diǎn)與其后的各個(gè)包絡(luò)點(diǎn)連線的斜率集合為第二集合，并取該第二集合中的最大值；當(dāng)?shù)谝患现械淖钚≈荡笥诨蛘叩扔诘诙现械淖畲笾禃r(shí)，該任意點(diǎn)即是所要確定的包絡(luò)切點(diǎn)；第二步驟，通過(guò)所確定的包絡(luò)切點(diǎn)，進(jìn)一步得到切線集合以及切點(diǎn)描述，切點(diǎn)描述包括包絡(luò)切點(diǎn)的時(shí)間位置、實(shí)測(cè)包絡(luò)值、切線斜率的取值區(qū)間；第三步驟，在確定多個(gè)包絡(luò)切點(diǎn)的基礎(chǔ)上，相應(yīng)得到包含多個(gè)切點(diǎn)描述的實(shí)測(cè)描述；第四步驟，針對(duì)單個(gè)切點(diǎn)描述，當(dāng)切線斜率的取值區(qū)間的差異較小時(shí)，用一個(gè)具體的切線斜率值來(lái)替代取值區(qū)間；第五步驟，針對(duì)某些時(shí)間位置臨近的多個(gè)切點(diǎn)描述，當(dāng)切線斜率的取值區(qū)間較密集，用其中某一個(gè)切點(diǎn)描述的取值區(qū)間來(lái)替代其它取值區(qū)間。
本發(fā)明的關(guān)鍵在于從實(shí)測(cè)包絡(luò)出發(fā)，獲取包絡(luò)切點(diǎn)，進(jìn)而確定切點(diǎn)描述，并將可能獲得的多個(gè)切點(diǎn)描述匯總為實(shí)測(cè)描述。
本發(fā)明所述的控制方法應(yīng)用于數(shù)據(jù)流量的處理，就一條具體的視頻碼流而言，從其實(shí)測(cè)包絡(luò)可提取多個(gè)包絡(luò)切點(diǎn)，進(jìn)而得到多個(gè)切點(diǎn)描述，而由所有這些切點(diǎn)描述所構(gòu)成的集合即為實(shí)測(cè)描述。實(shí)測(cè)描述來(lái)源于實(shí)測(cè)包絡(luò)，因此是對(duì)碼流實(shí)際流量特征的全面而準(zhǔn)確的概括；同時(shí)，由于每一個(gè)切點(diǎn)描述與一個(gè)RSVP的流量描述集合相對(duì)應(yīng)，因而，實(shí)測(cè)描述就涵蓋了所有可能的RSVP流量描述。對(duì)流媒體應(yīng)用而言，在其每個(gè)節(jié)目生成時(shí)，可同時(shí)生成節(jié)目的實(shí)測(cè)描述，并將之存放于相應(yīng)的流媒體文件內(nèi)，這樣，在通過(guò)RSVP申請(qǐng)保障性業(yè)務(wù)時(shí)，可從實(shí)測(cè)描述中直接提取RSVP流量描述模型所需參數(shù)，而無(wú)需再進(jìn)行碼流流量的特征分析，從而可大大減少響應(yīng)時(shí)間；此外，實(shí)測(cè)描述機(jī)制可以同預(yù)留帶寬的優(yōu)化算法進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合以進(jìn)一步提高其性能；更為重要的是，實(shí)測(cè)描述方案可從根本上解決現(xiàn)有RSVP機(jī)制的缺陷。


圖1是本發(fā)明所述方法的流程處理框圖；圖2是對(duì)本發(fā)明中包絡(luò)切點(diǎn)的說(shuō)明；圖3是對(duì)本發(fā)明中包絡(luò)切線和切線描述的說(shuō)明；圖4是對(duì)本發(fā)明中切點(diǎn)描述的說(shuō)明；圖5是對(duì)本發(fā)明中完全和不完全實(shí)測(cè)描述的說(shuō)明；圖6是對(duì)單個(gè)切點(diǎn)描述降低描述開(kāi)銷的說(shuō)明；圖7是對(duì)多個(gè)切點(diǎn)描述降低描述開(kāi)銷的說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式
由于實(shí)測(cè)包絡(luò)概括了數(shù)據(jù)流量可能具有的各種狀態(tài)，因此本發(fā)明以該實(shí)測(cè)包絡(luò)為基礎(chǔ)，給出一種確定數(shù)據(jù)流流量的控制方法，由該方法所得到的結(jié)果稱之為實(shí)測(cè)描述，該方法對(duì)實(shí)測(cè)包絡(luò)內(nèi)容進(jìn)行了歸納與精簡(jiǎn)，從而使得由該方法所獲得的實(shí)測(cè)描述克服了現(xiàn)有流量模型所存在的片面性和不確定性的問(wèn)題，而且便于在數(shù)據(jù)通信管理和質(zhì)量控制技術(shù)等方面的應(yīng)用。為了準(zhǔn)確闡明所提出的控制方法以及實(shí)測(cè)描述，定義如下概念1.包絡(luò)切點(diǎn)設(shè)某實(shí)測(cè)包絡(luò)點(diǎn)的位置為ti，并設(shè)S-為該點(diǎn)與所有tj(tj∈
)處的實(shí)測(cè)包絡(luò)點(diǎn)的連線的斜率所構(gòu)成的集合，令
Si-=min{S-}]]>Si+=max{S+}]]>則，該點(diǎn)為包絡(luò)切點(diǎn)的充要條件為Si-≥Si+]]>如圖2所示，圖中點(diǎn)(ti，E(ti))為實(shí)測(cè)包絡(luò)上的一個(gè)包絡(luò)切點(diǎn)，其成立的條件是切線斜率Si-≥Si+.]]>2.包絡(luò)切線設(shè)經(jīng)過(guò)第i個(gè)包絡(luò)切點(diǎn)的直線為li(τ)＝riτ+bi，當(dāng)下列條件成立時(shí)，稱其為經(jīng)過(guò)第i個(gè)包絡(luò)切點(diǎn)的包絡(luò)切線li(τ)≥EA(τ)當(dāng)τ＝ti時(shí)，等號(hào)成立ri∈[rimin，rimax]bi∈[bimin，bimax]其中，rimax=Si-,]]>rimin=Si+,]]>bimin＝EA(ti)-rimaxti，bimax＝EA(ti)-riminti3.切線描述由經(jīng)過(guò)第i個(gè)包絡(luò)切點(diǎn)的某條包絡(luò)切線li(τ)＝riτ+bi可以確定一個(gè)二元組(ri，bi)，稱其為切線描述；實(shí)際上，一個(gè)切線描述就是一個(gè)令牌漏斗描述，另外，如果在切線描述的基礎(chǔ)上再添加參數(shù)p，M，那么一個(gè)切線描述就轉(zhuǎn)化為了一個(gè)RSVP描述。
如圖3所示，圖中直線li(τ)＝riτ+bi為第i個(gè)包絡(luò)切點(diǎn)的包絡(luò)切線，且滿足約束條件li(τ)≥EA(τ)當(dāng)τ＝ti時(shí)，等號(hào)成立圖中二元組參數(shù)(ri，bi)為切線描述，且滿足約束條件ri∈[rimin，rimax]bi∈[bimin，bimax]其中，rimax=Si-,]]>rimin=Si+,]]>bimin＝EA(ti)-rimaxti，bimax＝EA(ti)-riminti。
4.切點(diǎn)描述由包絡(luò)切線的定義可以看出，經(jīng)過(guò)一個(gè)包絡(luò)切點(diǎn)可以同時(shí)存在多條切線，而由每一條切線都能獲取一個(gè)切線描述，那么稱所有這些切線描述所構(gòu)成的集合為切點(diǎn)描述，其具體內(nèi)容包括包絡(luò)切點(diǎn)的時(shí)間位置ti，其實(shí)測(cè)包絡(luò)值EA(ti)，切線斜率的取值區(qū)間[rimin，rimax]，即切點(diǎn)描述Di可具體表示為(ti，EA(ti)，rimin，rimax)；如圖4所示，圖中參數(shù)集合(ti，EA(ti)，rimin，rimax)為切點(diǎn)描述Di，其具體內(nèi)容包括包絡(luò)切點(diǎn)的時(shí)間位置ti，其實(shí)測(cè)包絡(luò)值EA(ti)，切線斜率的取值區(qū)間[rimin，rimax]。
如果令Tp表示由實(shí)測(cè)包絡(luò)EA(t)上所有切點(diǎn)構(gòu)成的集合，那么實(shí)測(cè)描述DA可定義為DA＝{Di，(ti，EA(ti))∈Tp}也稱這樣的實(shí)測(cè)描述為完全的實(shí)測(cè)描述；另外，如果存在Tp′Tp，那么可定義實(shí)測(cè)描述DA′如下DA′＝{Di，(ti，EA(ti))∈Tp′}稱這樣的實(shí)測(cè)描述為不完全的實(shí)測(cè)描述。
如圖5所示，圖中Tp為實(shí)測(cè)包絡(luò)EA(t)上所有切點(diǎn)構(gòu)成的集合，由Tp可生成本發(fā)明中的完全實(shí)測(cè)描述；Tp′為實(shí)測(cè)包絡(luò)EA(t)上部分切點(diǎn)構(gòu)成的集合，由Tp′可生成本發(fā)明中的不完全實(shí)測(cè)描述。Tp′為Tp的一個(gè)子集，即滿足關(guān)系Tp′Tp。
雖然令牌漏斗模型和RSVP模型存在著片面性和不確定性的問(wèn)題，但這兩類模型畢竟有著較為廣泛的應(yīng)用，因此新的流量描述模型應(yīng)當(dāng)與之保持兼容并能夠克服其缺陷?；谶@一認(rèn)識(shí)，本發(fā)明將實(shí)測(cè)包絡(luò)所概括的數(shù)據(jù)流量的各種狀態(tài)分為無(wú)效狀態(tài)和有效狀態(tài)，前者就是與非包絡(luò)切點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)流量狀態(tài)(即從中無(wú)法導(dǎo)出有效的令牌漏斗描述或RSVP描述)，而后者則是與包絡(luò)切點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)流量狀態(tài)。
綜上所述，本發(fā)明所提出的方法，在解決流量描述所存在問(wèn)題上，具有如下效果1.兼容性，即從DA中可以導(dǎo)出有效的令牌漏斗描述或RSVP描述；2.全面且確定，即DA歸納了數(shù)據(jù)流量所能表現(xiàn)出的全部有效狀態(tài)，而且，DA中各參數(shù)的取值是完全確定的；3.有效性，即能夠克服令牌漏斗模型或RSVP模型的缺陷，從而可以a)在數(shù)據(jù)通信的管理方面，用戶可提交關(guān)于流量的DA描述，而此時(shí)，基于對(duì)網(wǎng)絡(luò)狀況更為全面和準(zhǔn)確的了解，ISP能夠以DA為參照，確定更為恰當(dāng)?shù)?、能為雙方接受的數(shù)據(jù)流量所應(yīng)具備的特點(diǎn)以及相關(guān)各項(xiàng)的管理措施，即DA便于ISP建立完善的SLA體系；b)利用RSVP中的PATH消息攜帶DA，數(shù)據(jù)接收方就能夠確定最佳的預(yù)留帶寬，即帶寬優(yōu)化問(wèn)題能夠得到較好的解決；c)參照DA，應(yīng)用層質(zhì)量控制機(jī)制有可能定義更為合理的數(shù)據(jù)發(fā)送或接收的調(diào)度方案，從而使之與網(wǎng)絡(luò)狀況的變化更好地相適應(yīng)，以達(dá)到維持相對(duì)穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量的目的；同直接采用實(shí)測(cè)包絡(luò)相比，由于實(shí)測(cè)描述僅僅歸納了數(shù)據(jù)流量的有效狀態(tài)，因此其描述開(kāi)銷(即表示描述結(jié)果所需的字節(jié)數(shù))要小的多；此外在全部的有效狀態(tài)中，有些狀態(tài)是異常的，如ri很大或很小的情況，因此，本發(fā)明進(jìn)一步可以利用不完全的實(shí)測(cè)描述來(lái)排除這樣的異常狀態(tài)，從而進(jìn)一步降低描述開(kāi)銷。描述開(kāi)銷的降低有利于本發(fā)明為實(shí)際應(yīng)用所采納。
應(yīng)當(dāng)說(shuō)，在某些情況下，完全的實(shí)測(cè)描述(甚至不完全的實(shí)測(cè)描述)仍具有較大的開(kāi)銷，為此本發(fā)明進(jìn)一步提出如下的簡(jiǎn)化方法1.單個(gè)切點(diǎn)描述的簡(jiǎn)化方法假設(shè)第i個(gè)切點(diǎn)描述中，r的取值區(qū)間為[rimin，rimax]，那么令d＝rimax-rimin，如果d＜Δ1，則可令 因此Di可被簡(jiǎn)化為(ti，EA(ti)，ri)。
如圖6所示，圖中針對(duì)第i個(gè)切點(diǎn)描述的參數(shù)r，取值區(qū)間為[rimin，rimax]，其中d＝rimax-rimin，圖中d＜Δ1，則簡(jiǎn)化的方法是令rimin=rimax=rimin+rimax2.]]>2.多個(gè)切點(diǎn)描述的簡(jiǎn)化方法設(shè)在一個(gè)實(shí)測(cè)描述結(jié)果中(完全或不完全的實(shí)測(cè)描述)，r∈[rmin，rmax]，對(duì)其內(nèi)的一個(gè)特定區(qū)間 令rmean=rmin+(m-1)Δ2+rmin+mΔ22,]]>那么在全部的切點(diǎn)描述中，如果參數(shù)rlmin，l＝l0，...lk位于此區(qū)間內(nèi)，且有di=minl=l0,...lk|rlmin-rmean|]]>那么在描述結(jié)果中保留切點(diǎn)描述Di，略去切點(diǎn)描述Dj，j＝l0，l1，...，lk∧j≠i。
如圖7所示，圖中針對(duì)參數(shù)r的一個(gè)特定區(qū)間 其中rmean=rmin+(m-1)Δ2+rmin+mΔ22.]]>參數(shù)rlmin，l＝l0，...lk位于該區(qū)間內(nèi)的，圖中dl＝|rlmin-rmean|，同時(shí)有di=minl=l0,...lkdl,]]>那么簡(jiǎn)化的方法是只保留rimin，即在由切點(diǎn)l所生成的描述結(jié)果中保留切點(diǎn)描述Di，略去其他切點(diǎn)描述Dj，j＝l0，l1，...，lk∧j≠i。
首先利用方法1簡(jiǎn)化描述結(jié)果，如果此時(shí)的開(kāi)銷依然不能滿足應(yīng)用需求的話(如無(wú)法利用RSVP的PATH消息攜帶)，那么再利用方法2對(duì)描述結(jié)果作進(jìn)一步的簡(jiǎn)化。另外，需要說(shuō)明的一點(diǎn)是，在上述方法中，參數(shù)Δ1和Δ2是待定的，應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體應(yīng)用的特點(diǎn)及其目的來(lái)確定。
總之，本發(fā)明所給出的實(shí)測(cè)描述可較為全面地歸納了數(shù)據(jù)流量的各種有效狀態(tài)，并可具有確定性的描述結(jié)果，因而便于在數(shù)據(jù)通信管理和質(zhì)量控制技術(shù)等方面應(yīng)用。
設(shè)某一數(shù)據(jù)流流量A(t)的實(shí)測(cè)包絡(luò)為EA(τ)，相應(yīng)的實(shí)測(cè)描述結(jié)果的生成過(guò)程(即本發(fā)明確定數(shù)據(jù)流流量的控制方法)如下1.根據(jù)包絡(luò)切點(diǎn)的充要條件，確定EA(τ)的切點(diǎn)集合Tp；2.確定各切點(diǎn)的切點(diǎn)描述Di，即確定(ti，EA(ti)，rimin，rimax)，其中ti∈Tp；3.根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的特點(diǎn)和需求，明確數(shù)據(jù)流速率的許可范圍[rmin，rmax]，并依照該范圍生成切點(diǎn)集合Tp′，使得ti∈Tp′，rimin∈[rmin，rmax]∧rimax∈[rmin，rmax]，可見(jiàn)Tp′Tp；4.由Tp′生成實(shí)測(cè)描述DA，即確定集合{Di，(ti，EA(ti))∈Tp′}，此時(shí)，DA可能是完全的實(shí)測(cè)描述(即Tp′＝Tp)，也可能是不完全的實(shí)測(cè)描述(即Tp′Tp)；5.如果描述結(jié)果的開(kāi)銷較大，則根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的特點(diǎn)和需求確定Δ1，并利用簡(jiǎn)化方法1對(duì)DA進(jìn)行處理；6.如果開(kāi)銷依然較大，則再確定Δ2，并利用簡(jiǎn)化方法2對(duì)描述結(jié)果作進(jìn)一步地處理；7.實(shí)測(cè)描述結(jié)果的輸出；輸出的實(shí)測(cè)描述結(jié)果具有如下表所示的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)

表中各字段的含義分別為

tangent_points_number，長(zhǎng)度為二字節(jié)，整型數(shù)據(jù)，表示實(shí)測(cè)描述結(jié)果中所包含的切點(diǎn)描述的數(shù)目；

point_position，長(zhǎng)度為四字節(jié)，浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)，表示包絡(luò)切點(diǎn)的時(shí)間位置；

envelope_value，長(zhǎng)度為四字節(jié)，整型數(shù)據(jù)，表示包絡(luò)切點(diǎn)的實(shí)測(cè)包絡(luò)值，其第一個(gè)比特為標(biāo)志位，當(dāng)該比特為“1”時(shí)，表示該切點(diǎn)描述攜帶了參數(shù)rimax和rimin，為“0”時(shí)表示該切點(diǎn)描述只攜帶了參數(shù)rimin，即此時(shí)應(yīng)有rimin＝rimax；

max_slope_value，長(zhǎng)度為四字節(jié)，浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)，表示切點(diǎn)描述中，參數(shù)r的最大值；min_slope_value，長(zhǎng)度為四字節(jié)，浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)，表示切點(diǎn)描述中，參數(shù)r的最小值。
基于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)際應(yīng)用如下以電影STARWARS的片段為例，該片段的編碼方式為MPEG4，圖象幀的最大長(zhǎng)為9370bytes，總幀數(shù)為89998幀，幀率為25幀/秒，即該片段的總時(shí)長(zhǎng)為3599.92秒，約一個(gè)小時(shí)。
下表為所得到的未經(jīng)簡(jiǎn)化的實(shí)測(cè)描述。


表1 實(shí)際視頻得到的實(shí)測(cè)描述總共得到了64個(gè)切點(diǎn)描述，需再對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)化。令Δ1＝64kbps，Δ2＝128kbps，簡(jiǎn)化后的實(shí)測(cè)描述如下表

表2簡(jiǎn)化后的實(shí)測(cè)描述可見(jiàn)，簡(jiǎn)化后的實(shí)測(cè)描述的數(shù)據(jù)量大幅度減小，但其仍能較為準(zhǔn)確地描述視頻碼流的流量特征。
權(quán)利要求
1.一種實(shí)現(xiàn)全面準(zhǔn)確確定數(shù)據(jù)流量的控制方法，包括獲取數(shù)據(jù)流量的實(shí)測(cè)包絡(luò)，其特征在于至少還包括如下步驟第一步驟，設(shè)定該實(shí)測(cè)包絡(luò)中任意包絡(luò)點(diǎn)與其前的各個(gè)包絡(luò)點(diǎn)連線的斜率集合為第一集合，并取該第一集合中的最小值；設(shè)定該實(shí)測(cè)包絡(luò)中任意點(diǎn)與其后的各個(gè)包絡(luò)點(diǎn)連線的斜率集合為第二集合，并取該第二集合中的最大值；當(dāng)所述第一集合中的最小值大于或者等于第二集合中的最大值時(shí)，該任意點(diǎn)即是所要確定的包絡(luò)切點(diǎn)；第二步驟，通過(guò)所確定的包絡(luò)切點(diǎn)，進(jìn)一步得到切線集合，由此切線集合確定切點(diǎn)描述；所述切點(diǎn)描述包括包絡(luò)切點(diǎn)的時(shí)間位置、實(shí)測(cè)包絡(luò)值、切線斜率的取值區(qū)間。
2.如權(quán)利要求1所述實(shí)現(xiàn)全面準(zhǔn)確確定數(shù)據(jù)流量的控制方法，其特征在于針對(duì)具體的數(shù)據(jù)流量，在獲取數(shù)量流量的實(shí)測(cè)包絡(luò)后，根據(jù)第一步驟可以確定多個(gè)包絡(luò)切點(diǎn)。
3.如權(quán)利要求2所述實(shí)現(xiàn)全面準(zhǔn)確確定數(shù)據(jù)流量的控制方法，其特征在于在確定多個(gè)包絡(luò)切點(diǎn)后，根據(jù)第二步驟可相應(yīng)得到包含多個(gè)切點(diǎn)描述的實(shí)測(cè)描述。
4.如權(quán)利要求3所述實(shí)現(xiàn)全面準(zhǔn)確確定數(shù)據(jù)流量的控制方法，其特征在于所述實(shí)測(cè)描述可以是包含通過(guò)實(shí)測(cè)包絡(luò)得到的全部或者部分切點(diǎn)描述。
5.如權(quán)利要求1所述實(shí)現(xiàn)全面準(zhǔn)確確定數(shù)據(jù)流量的控制方法，其特征在于還包括如下處理步驟針對(duì)單個(gè)切點(diǎn)描述，當(dāng)切線斜率的取值區(qū)間較小時(shí)，用一個(gè)具體的切線斜率值來(lái)替代取值區(qū)間，以降低實(shí)測(cè)描述的描述開(kāi)銷。
6.如權(quán)利要求5所述實(shí)現(xiàn)全面準(zhǔn)確確定數(shù)據(jù)流量的控制方法，其特征在于所述切線斜率的取值區(qū)間是否較小，是根據(jù)具體應(yīng)用的特點(diǎn)及其目的來(lái)確定的。
7.如權(quán)利要求1所述實(shí)現(xiàn)全面準(zhǔn)確確定數(shù)據(jù)流量的控制方法，其特征在于還包括如下處理步驟針對(duì)某些時(shí)間位置臨近的多個(gè)切點(diǎn)描述，當(dāng)切線斜率的取值區(qū)間較密集時(shí)，用其中某一個(gè)切點(diǎn)描述的取值區(qū)間來(lái)替代其它取值區(qū)間，以降低實(shí)測(cè)描述的描述開(kāi)銷。
8.如權(quán)利要求7所述實(shí)現(xiàn)全面準(zhǔn)確確定數(shù)據(jù)流量的控制方法，其特征在于所述切線斜率的取值區(qū)間是否較密集，是根據(jù)具體應(yīng)用的特點(diǎn)及其目的來(lái)確定的。
9.一種實(shí)現(xiàn)全面準(zhǔn)確確定數(shù)據(jù)流量的控制方法，包括獲取數(shù)據(jù)流量的實(shí)測(cè)包絡(luò)，其特征在于還包括如下步驟第一步驟，設(shè)定該實(shí)測(cè)包絡(luò)中任意包絡(luò)點(diǎn)與其前的各個(gè)包絡(luò)點(diǎn)連線的斜率集合為第一集合，并取該第一集合中的最小值；設(shè)定該實(shí)測(cè)包絡(luò)中任意點(diǎn)與其后的各個(gè)包絡(luò)點(diǎn)連線的斜率集合為第二集合，并取該第二集合中的最大值；當(dāng)?shù)谝患现械淖钚≈荡笥诨蛘叩扔诘诙现械淖畲笾禃r(shí)，該任意點(diǎn)即是所要確定的包絡(luò)切點(diǎn)；第二步驟，通過(guò)所確定的包絡(luò)切點(diǎn)，進(jìn)一步得到切線集合以及切點(diǎn)描述，切點(diǎn)描述包括包絡(luò)切點(diǎn)的時(shí)間位置、實(shí)測(cè)包絡(luò)值、切線斜率的取值區(qū)間；第三步驟，在確定多個(gè)包絡(luò)切點(diǎn)的基礎(chǔ)上，相應(yīng)得到包含多個(gè)切點(diǎn)描述的實(shí)測(cè)描述；第四步驟，針對(duì)單個(gè)切點(diǎn)描述，當(dāng)切線斜率的取值區(qū)間的差異較小時(shí)，用一個(gè)具體的切線斜率值來(lái)替代取值區(qū)間；第五步驟，針對(duì)某些時(shí)間位置臨近的多個(gè)切點(diǎn)描述，當(dāng)切線斜率的取值區(qū)間較密集，用其中某一個(gè)切點(diǎn)描述的取值區(qū)間來(lái)替代其它取值區(qū)間。
全文摘要
本發(fā)明提出一種實(shí)現(xiàn)全面準(zhǔn)確確定數(shù)據(jù)流量的控制方法，屬于通信技術(shù)領(lǐng)域。數(shù)據(jù)的流量特征是分組網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下進(jìn)行通信管理和傳輸質(zhì)量控制的重要參照，而當(dāng)前常見(jiàn)的描述模型存在著片面性和不確定性的問(wèn)題，不能很好地滿足要求。因此，本發(fā)明提出的方法的目的就在于全面且確定性地表述數(shù)據(jù)流量所能具有的各種有效狀態(tài)。為此，本發(fā)明基于流量的實(shí)測(cè)包絡(luò)，定義了包絡(luò)切點(diǎn)的充要條件和切點(diǎn)描述，進(jìn)而通過(guò)匯總各個(gè)切點(diǎn)描述，形成完全或不完全的實(shí)測(cè)描述結(jié)果。另外，為了降低描述開(kāi)銷，本發(fā)明進(jìn)一步還涉及了對(duì)實(shí)測(cè)描述結(jié)果的簡(jiǎn)化，從而使得能夠在SLA體系的完善、預(yù)留帶寬的優(yōu)化以及音視頻數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分組傳輸?shù)馁|(zhì)量控制等方面得到實(shí)際的應(yīng)用。
文檔編號(hào)H04L12/24GK1691602SQ200410037448
公開(kāi)日2005年11月2日 申請(qǐng)日期2004年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月29日
發(fā)明者王雷 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué)