移動流媒體業(yè)務(wù)評測及優(yōu)化應(yīng)用

摘 要：本文主要闡述移動在線流媒體業(yè)務(wù)的特點(diǎn)和一種基于用戶感知體驗(yàn)流媒體業(yè)務(wù)的評測方法、功能展現(xiàn)以及在線流媒體感知相關(guān)性分析，并列出針對性的優(yōu)化方向和新疆本地應(yīng)用分析。

關(guān)鍵詞：流媒體；感知；優(yōu)化

引言

隨著移動通信網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)和建設(shè)，用戶大屏幕智能終端的普及、流量資費(fèi)的下降、用戶越來越多的使用手機(jī)觀看OTT提供的視頻流媒體業(yè)務(wù)，手機(jī)客戶端APP播放視頻的等待時延、流暢度、清晰度直接關(guān)系到用戶的觀看體驗(yàn)，與此同時，對移動通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋、帶寬、容量等都提出了更高的要求。如何有針對性的采取相應(yīng)的措施進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)上調(diào)整和優(yōu)化，更好的提升移動通信用戶的流媒體播放體驗(yàn)是當(dāng)前LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)后，實(shí)現(xiàn)端到端優(yōu)化提出的更高的要求。

1.視頻標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展和演進(jìn)

研究評價在線視頻用戶感知就不得不從視頻源的播放格式和需求帶寬說起，不同的視頻質(zhì)量帶來不同的視覺體驗(yàn)，在線播放需要不同的網(wǎng)絡(luò)帶寬。

視頻格式標(biāo)準(zhǔn)反映到播放終端上都是指的屏幕分辨率，也就是指屏幕顯示的點(diǎn)的數(shù)量。點(diǎn)越多，視頻的細(xì)節(jié)能夠被顯示的越全面，信息量越大，對終端的芯片處理能力和網(wǎng)絡(luò)的帶寬要求也越高。

2.視頻流媒體感知量化評價方法

傳統(tǒng)的語音質(zhì)量評價體系采用MOS，即通話雙方接通后，一方播放一段音頻，通過網(wǎng)絡(luò)的傳輸后，到達(dá)接收方進(jìn)行錄音。兩段語音樣本進(jìn)行對比，按照還原度以及人們普遍的感知程度進(jìn)行打分來評價語音質(zhì)量。

參考語音MOS分思想，用移動視頻MOS分來評估用戶觀看移動視頻的主觀體驗(yàn)的客觀評價。綜合考慮視頻的流暢度、視頻的加載速度、視頻的清晰度，來對整個視頻體驗(yàn)進(jìn)行打分，稱為Mobile vMOS。

vMOS分值與用戶感知的對應(yīng)關(guān)系如下：

vMOS得分5分為滿分，體驗(yàn)效果最佳；4分時體驗(yàn)也較好；3.5分以下體驗(yàn)效果開始不悅；2分以下開始生氣、1分以下無法忍受。

測試工具使用手機(jī)端安裝SpeedVideo，播放網(wǎng)絡(luò)視頻，在觀看視頻過程中，周期性統(tǒng)計(jì)視頻業(yè)務(wù)質(zhì)量。最后在視頻播放完畢后，根據(jù)所有周期內(nèi)的視頻質(zhì)量情況，綜合計(jì)算出視頻的vMOS得分。

功能界面展現(xiàn)：

測試時打開GPS開關(guān)，軟件通過API接口采集經(jīng)緯度、網(wǎng)絡(luò)參數(shù)、以及視頻播放參數(shù)等信息。

3.指標(biāo)相關(guān)性分析及優(yōu)化方向

視頻源質(zhì)量、初始緩沖、播放卡頓率基本反映出與用戶終端側(cè)觀看流媒體的感知密切相關(guān)對應(yīng)指標(biāo)分別是卡頓率（sStalling）、初始緩沖時延（sLoading）和視頻源質(zhì)量（sQuality）。

通過公式算法最終得出移動vMOS分值。

MobilevMOS=sQuality*[1-p1*（5-sLoading）-p2*（5-sStalling）]

公式1 vmos計(jì)算

這三個指標(biāo)與哪些因素有關(guān)，找出影響因素并有針對性的進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化是提高用戶感知體驗(yàn)的方向。

3.1影響sQuality得分的可能因素有：節(jié)目源視頻質(zhì)量，終端屏幕分辨率和視頻處理器能力，及可獲得的移動帶寬（如可獲得帶寬不足，則有可能導(dǎo)致實(shí)際播放的最高畫質(zhì)受限）。

優(yōu)化方向：此指標(biāo)無疑是影響用戶流媒體感知的。采用目前主流配置較高的終端，軟件設(shè)置觀看1080P視頻進(jìn)行測試可排除此指標(biāo)帶來的影響。

3.2 影響sStalling得分的主要指標(biāo)是視頻全程感知速率，此指標(biāo)滿分為5分時，意味著視頻播放全程不卡頓。

優(yōu)化方向：首先從無線網(wǎng)絡(luò)弱覆蓋導(dǎo)致無法獲取高速率（比如UMTS RSCP、EC/IO；LTE RSRP、SINR低于一定門限）；其次是話務(wù)高峰時間和區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)容量不足；最后，視頻服務(wù)器負(fù)載過高限速，也會導(dǎo)致用戶感知業(yè)務(wù)速率降低，最終導(dǎo)致視頻卡頓。

3.3 影響sLoading得分的主要網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)是視頻初始緩沖峰值速率和E2E RTT（反映OTT視頻的架構(gòu)性時延）。

初始緩沖感知時延=業(yè)務(wù)準(zhǔn)備時延+初始緩沖下載時延。

優(yōu)化方向：要首先解決弱覆蓋、容量不足和RTT過高問題，消除卡頓；然后，通過進(jìn)一步改善信噪比，引入CA /64QAM/MIMO等特性，提升區(qū)域內(nèi)和小區(qū)邊緣高峰值速率覆蓋比例，就能顯著降低初始緩沖時延。第二步是通過優(yōu)化E2E網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，降時延。排除無線網(wǎng)絡(luò)的時延，即分析第一跳（終端到網(wǎng)絡(luò)中第一個路由可達(dá)節(jié)點(diǎn)，一般為網(wǎng)關(guān)后第一個路由器）ping RTT指標(biāo)；而E2E RTT，反映了終端到視頻服務(wù)器的總時延。優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)性可以進(jìn)一步提高帶寬利用率，改善各類交互時延，是從根本上提升整體用戶視頻體驗(yàn)的最有效的手段。

4本地應(yīng)用及分析

選取2016年9月1日至2016年12月15日周期內(nèi)北京、廣東、黑龍江、河南、新疆5個省在LTE網(wǎng)絡(luò)下的測試樣本分析，分析vMOS得分以及sQuality、sLoading、sStalling、E2E RTT、第一可達(dá)節(jié)點(diǎn)RTT這五個影響vMOS得分的關(guān)鍵指標(biāo)

新疆的vMOS得分較低，平均值為3.59分，與其他四個省的得分差距較大。從分指標(biāo)上可以看出主要是sLoading得分較低，是使得vMOS得分與其他省份差距較大的主要原因。sLoading初始緩沖的最重要的影響因素：E2E RTT的時延為105.6ms，高出其他四個省一倍左右。最根本的原因是本地網(wǎng)關(guān)到視頻源服務(wù)器的時延較長。新疆EPC距離視頻源服務(wù)器地理距離長，路由節(jié)點(diǎn)多，與其他四個省分配本省視頻源服務(wù)器或者鄰省服務(wù)器相比，新疆在E2E RTT上的差距就比較明顯。

優(yōu)化思路：對視頻源服務(wù)器的本地化或者部署CDN節(jié)點(diǎn)采用本地緩存或最優(yōu)緩存下載，縮短視頻下載時延，改善在線視頻業(yè)務(wù)用戶的感知體驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]祝谷喬，宋皓 《MPEG-DASH與HLS流比較》P2-P3

[2]華為技術(shù)有限公司 《speedvideo方案》

作者簡介：

劉玉峰，男，漢族?，F(xiàn)就職于中國聯(lián)通新疆分公司從事無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作。endprint