The highly demanding Over-The-Top (OTT) multimedia applications pose increased challenges to Internet Service Providers (ISPs) for assuring a reasonable Quality of Experience (QoE) to their customers due to lack of flexibility, agility and scalability in traditional networks. The future networks are shifting towards the cloudification of the network resources via Software Defined Networks (SDN) and Network Function Virtualization (NFV). This will equip ISPs with cutting-edge technologies to provide service customization during service delivery and offer QoE which meets customers’ needs via intelligent QoE control and management approaches. Towards this end, we provide in this paper a tutorial and a comprehensive survey of QoE management solutions in current and future networks. We start with a high-level description of QoE management for multimedia services, which integrates QoE modelling, monitoring, and optimization. This followed by a discussion of HTTP Adaptive Streaming (HAS) solutions as the dominant technique for streaming videos over the best-effort Internet. We then summarize the key elements in SDN/NFV along with an overview of ongoing research projects, standardization activities and use cases related to SDN, NFV, and other emerging applications. We provide a survey of the state-of-the-art of QoE management techniques categorized into three different groups: a) QoE-aware/driven strategies using SDN and/or NFV; b) QoE-aware/driven approaches for adaptive streaming over emerging architectures such as multi-access edge computing, cloud/fog computing, and information-centric networking; and c) extended QoE management approaches in new domains such as immersive augmented and virtual reality, mulsemedia and video gaming applications. Based on the review, we present a list of identified future QoE management challenges regarding emerging multimedia applications, network management and orchestration, network slicing and collaborative service management in softwarized networks. Finally, we provide a discussion on future research directions with a focus on emerging research areas in QoE management, such as QoE-oriented business models, QoE-based big data strategies, and scalability issues in QoE optimization.

中文翻译：

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未来网络中多媒体流媒体服务的 QoE 管理：教程和调查

由于传统网络缺乏灵活性、敏捷性和可扩展性，高要求的 OTT 多媒体应用对互联网服务提供商 (ISP) 向其客户确保合理的体验质量 (QoE) 提出了越来越多的挑战。未来网络正在通过软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）向网络资源的云化方向发展。这将为ISP提供尖端技术，在服务交付过程中提供服务定制，并通过智能QoE控制和管理方法提供满足客户需求的QoE。为此，我们在本文中提供了当前和未来网络中 QoE 管理解决方案的教程和全面调查。我们首先对多媒体服务的 QoE 管理进行高级描述，它集成了 QoE 建模、监控和优化。随后讨论了 HTTP 自适应流媒体 (HAS) 解决方案作为通过尽力而为互联网传输视频的主要技术。然后，我们总结了 SDN/NFV 中的关键要素，并概述了与 SDN、NFV 和其他新兴应用相关的正在进行的研究项目、标准化活动和用例。我们对 QoE 管理技术的最先进技术进行了调查，分为三个不同的组：a) 使用 SDN 和/或 NFV 的 QoE 感知/驱动策略；b) QoE 感知/驱动的自适应流式传输方法，适用于新兴架构，例如多接入边缘计算、云/雾计算和以信息为中心的网络；c) 在沉浸式增强现实和虚拟现实、多媒体和视频游戏应用等新领域中扩展 QoE 管理方法。在审查的基础上，我们列出了有关新兴多媒体应用程序、网络管理和编排、网络切片和软件化网络中的协作服务管理的已确定的未来 QoE 管理挑战列表。最后，我们讨论了未来的研究方向，重点是 QoE 管理的新兴研究领域，例如面向 QoE 的业务模型、基于 QoE 的大数据策略以及 QoE 优化中的可扩展性问题。我们列出了有关新兴多媒体应用程序、网络管理和编排、网络切片和软件化网络中的协作服务管理的已确定未来 QoE 管理挑战的列表。最后，我们讨论了未来的研究方向，重点是 QoE 管理的新兴研究领域，例如面向 QoE 的业务模型、基于 QoE 的大数据策略以及 QoE 优化中的可扩展性问题。我们列出了有关新兴多媒体应用程序、网络管理和编排、网络切片和软件化网络中的协作服务管理的已确定未来 QoE 管理挑战的列表。最后，我们讨论了未来的研究方向，重点是 QoE 管理的新兴研究领域，例如面向 QoE 的业务模型、基于 QoE 的大数据策略以及 QoE 优化中的可扩展性问题。