朱建浩,左龍，陳君

(1.中國移動通信集團河南有限公司，河南 鄭州，450008；2.中國聯通東莞市分公司，廣東 東莞，523000；3.湖南科技大學 信息與電氣工程學院，湖南 湘潭，411201)

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基于vMOS值測試評估的LTE網絡優(yōu)化

朱建浩1,左龍2，陳君3

(1.中國移動通信集團河南有限公司，河南 鄭州，450008；2.中國聯通東莞市分公司，廣東 東莞，523000；3.湖南科技大學 信息與電氣工程學院，湖南 湘潭，411201)

超卓視頻vMOS值作為用戶觀看移動視頻主觀體驗的一種客觀評價標準，可以客觀反映用戶對LTE網絡體驗的業(yè)務使用感知。某地市聯通在開展LTE超卓網絡優(yōu)化時，在超卓視頻vMOS值的專項優(yōu)化方面進行了探索。選取超卓區(qū)域分別進行1080p及720p的vMOS值評估測試，通過與超卓視頻目標值對標多維度分析，找出短板及問題，提出針對性的解決方案及優(yōu)化方向，探索出LTE網絡優(yōu)化新思路。

vMOS值；使用感知；超卓視頻；網絡優(yōu)化

隨著移動智能終端的普及及LTE網絡的規(guī)模發(fā)展，流量經營和移動互聯應用開發(fā)是未來發(fā)展的趨勢[1]?；谟脩舾兄w驗的網絡規(guī)劃及優(yōu)化是后期考慮的重點，Mobile vMOS(Mean Opinion Score)是對用戶觀看移動視頻主觀體驗的一種客觀評價標準，可以反映用戶對實際LTE網絡體驗的感知[2]。

vMOS參考了語音MOS得分的思想，用移動視頻MOS得分來評估用戶觀看視頻的質量。視頻播放一般分為3個階段:初始緩沖準備階段，初始緩沖下載階段和播放階段。 vMOS綜合考慮了視頻源質量、播放過程中的初始時延、卡頓占比、卡頓時長占比，對整個視頻體驗感知進行MOS評分[3]。

圖1 視頻播放的3個階段

1 vMOS測試

1.1 vMOS測試原理

在線路不擁擠的情況下，可用DF期望值衡量網絡傳輸狀態(tài)[4]。DF期望值的計算公式為:

DF=MPEGSize/MediaSpeed

(1)

式中，MPEGSize為IP封包的MPEG內容大小，MediaSpeed為媒體流碼率。

當通信線路發(fā)生擁塞時，vMOS測試結果更能反映網絡傳輸狀態(tài)。vMOS分的計算公式為:

(2)

式中，sQuality代表視頻源評分，計算公式為f(視頻分辨率,視頻編碼信息(編碼算法以及編碼等級),視頻比特率)，sLoading代表初始緩沖時延得分，sStalling代表視頻卡頓得分。

vMOS客觀標準和相應的主觀感知如下:

表1 vMOS值對應的感知情況

Table 1 The perception of the situation corresponds to vMOS value

vMOS主觀意見主觀感受5優(yōu)秀無感知的4良好無感知但些許惱人的3一般輕微惱人的2差的惱人的1很差非常惱人的

實際測試中影響vMOS得分的主要因素有:

1)視頻源

實測中，選擇了優(yōu)酷網站上的視頻作為片源。測試統(tǒng)計發(fā)現，同樣的分辨率和無線環(huán)境，測試出來的sQuality和sLoading值卻存在很大差異。

以720P的視頻為例，其他測試環(huán)境一致(無線環(huán)境，配置參數等)，部分視頻的測試出來的sQuality值能達到3.7分以上，而部分視頻測試出來的sQuality值不到2.7分。而測試出來的sLoading值，也存在類似的差異。

2)下載速率

sLoading，sStalling以及初始緩沖時長都會受到下載速率的影響。

3)流媒體傳輸協(xié)議

當前OTT主要流媒體傳輸協(xié)議[5]有HPD (HTTP Progressive Download)，Apple HLS(HTTP Live Streaming)和MPEG DASH(Dynamic Adaptive Streaming over HTTP)。

總體上，使用HLS和DASH協(xié)議的視頻，其初始緩沖下載階段緩沖的數據量較??；但使用HPD協(xié)議的視頻，其初始緩沖下載階段緩沖的數據量較大，在正式開始播放之前的緩沖，應使得后續(xù)即使在網絡輕微擁塞情況下，媒體數據也能夠得以不間斷地連續(xù)播放。典型視頻網站流媒體傳輸協(xié)議及初始緩沖區(qū)如下:

表2 典型視頻網站流媒體傳輸協(xié)議

1.2 測試情況

測試采用了世紀鼎利公司[6]提供的Pilot Walktour軟件進行vMOS的DT測試，業(yè)務配置120s視頻播放，測試計劃需要勾選Vitamio選項；分別測試1080P和720P,播放視頻選取優(yōu)酷的片源。

圖2 測試的相關設置情況截圖

1)選定超卓網絡[7]區(qū)域的某一區(qū)域，1080P的測試統(tǒng)計及與超卓視頻達標值對標情況如下，不達標的短板指標為初始緩沖時延:

圖3 1080P測試區(qū)域情況

2)選定超卓網絡區(qū)域的另一區(qū)域，720P的測試統(tǒng)計及與超卓視頻達標值對標情況如下，基本接近達標，初始緩沖時延存在細微的差距:

圖4 720P測試區(qū)域情況

2 分析及優(yōu)化思路

分析時，除vMOS應重點聚焦于一定視頻分辨率前提下，體驗指標(初始緩沖時延，卡頓率)和網絡能力指標(視頻初始緩沖峰值速率，E2E RTT；視頻全程感知速率,全程平均速率,全程峰值速率)的，與此同時，結合測試記錄的地點/時間分布特點，重點關注無線網絡覆蓋/負載的差距。通過后臺業(yè)務量/MR等數據進行關聯分析，挖掘網絡中的隱患問題點，重點跟蹤推進解決。

由于后臺軟件無法區(qū)分無線側和非無線側消耗的時延，因此主要是從無線側覆蓋和質量對測試區(qū)域進行分析，以1080P測試區(qū)域的vMOS值分析及優(yōu)化思路情況為例。

2.1 覆蓋及質量分析

LTE網絡覆蓋及質量是所有用戶體驗感知指標的基礎，基礎的RF優(yōu)化及網絡規(guī)劃是網絡品牌效應提升的保障，本次1080P超卓區(qū)域vMOS測試共計發(fā)現8處弱覆蓋類問題、4處非覆蓋原因導致的質差問題。8處弱覆蓋問題涉及6處開通規(guī)劃站、2處3G共站疊加LTE、1處物業(yè)關停，4處質差問題涉及重疊覆蓋2處、MOD3干擾2處已由日常優(yōu)化跟進處理。

圖5 覆蓋及質差問題路段

2.2 vMOS值地理化呈現分析

目前鼎力軟件暫不支持出vMOS圖，通過手動統(tǒng)計采樣點得出的vMOS值分布圖如下:

圖6 vMOS值分布圖

由上圖可知，有7個測試區(qū)域路段的vMOS值小于3.6，通過分析主要是由于”Video Play URL Parse Latency”過大導致。由于鼎力軟件無法獲知具體的信令流程，通過聯合鼎力廠家進行進一步研究及分析，UrlParseLatency沒有納入sLoading算分。納入sLoading算分的因素的用戶面初始緩沖時延=initBuffLatency+rtt*8(rtt是ping512字節(jié)至真實服務器往返時延)。UrlParseLatency是廠家內部的地址解析時延，該值受很多因素影響，沒有納入指標統(tǒng)計，華為vMos體系中將其用rtt*8表示。

影響算華為Mobile vMOS得分的主要因素有:用戶面初始緩沖時延，碼率，分辨率寬度，卡頓率，播放時長，卡頓時長，初始緩沖時延，RTT等，其中前5項是主要因素。

針對用戶面初始緩沖時延的分析優(yōu)化涉及到的initBuffLatency、rtt，需進一步深入分析優(yōu)化空間，明確無線側和核心網側的信令、路由及訪問視頻源的服務器信息等，是下一步的重點研究對象。

2.3 后臺業(yè)務量及MR關聯分析

為進一步從后臺定位vMOS值的影響因素，主要通過峰值用戶數分布和MR數據兩方面進行關聯分析。

1)峰值用戶數分析:紫色區(qū)域為1080P測試區(qū)域，藍色區(qū)域為超卓區(qū)域；超卓區(qū)域共計有3處明顯的高用戶集中區(qū)域(其中1080P有1處鴻福商圈)，與vMOS值分布圖進行比對分析，需針對峰值用戶數100以上的小區(qū)進行話務分擔和擴容處理。

圖7 峰值用戶數分布圖

通過統(tǒng)計分析，根據指標及用戶體驗需求，針對1080P區(qū)域需要對峰值用戶數大于100的小區(qū)進行重點跟蹤優(yōu)化處理，共42個小區(qū)。

圖8 超卓視頻區(qū)域小區(qū)用戶數分布情況

2)MR覆蓋分析:通過后臺的MR覆蓋數據分析，超卓區(qū)域共計有5處深度覆蓋不足的集中區(qū)域，其中1080P測試區(qū)域1處。5處弱覆蓋區(qū)域，主要是缺少站點導致的，建議結合后期的規(guī)劃站點入網進行相應的優(yōu)化。

圖9 MR覆蓋分布圖

5處深度覆蓋不足區(qū)域依次具體如下，供LTE規(guī)劃參考:

3 總結及推廣價值

超卓視頻vMOS值作為用戶觀看移動視頻主觀體驗的一種客觀評價標準，可以客觀反映用戶對LTE網絡體驗的業(yè)務使用感知。東莞聯通網優(yōu)中心在開展LTE超卓網絡優(yōu)化時，在vMOS值的專項優(yōu)化方面進行了探索。選取超卓區(qū)域分別進行1080p及720p的vMOS值評估測試，通過與超卓視頻目標值對標分析，找出短板及問題，提出針對性的解決方案及優(yōu)化方向，探索出LTE網優(yōu)化新思路，可供其他地市參考。

此優(yōu)化思路重點針對超卓視頻vMOS值進行優(yōu)化，側重于無線側前臺及后臺的分析，針對體驗指標(初始緩沖時延，卡頓率)及網絡能力指標的分析還需進一步探討優(yōu)化。尤其是在用戶面初始緩沖時延和OTT不同流媒體傳輸協(xié)議的差異化分析層面，需聯合廠家從無線側及核心網的信令流程、路由、訪問視頻源服務器等方面深入分析優(yōu)化，持續(xù)提升用戶感知。

[1]周慧琴.多核優(yōu)化網絡內容監(jiān)測類系統(tǒng)的創(chuàng)新應用研究[J].邵陽學院學報(自然科學版),2014,11(03):27-33.

[2]邵壯豐,許洪東,周俊,等.廣東IPTV業(yè)務質量提升研究[J].電信科學,2013,S2:167-170.

[3]葉青,許國平.WCDMA視頻電話業(yè)務質量評估方法探析[J].移動通信,2010,22:58-61.

[4]張智群.LTE網絡優(yōu)化切換問題分析[J].信息技術與信息化,2015,12:71-77.

[5]王坤,甘露.基于網絡多媒體的流媒體技術[J].信息化建設,2015,08:52-53.

[6]陳春雄.PilotFleet——全方位的TD-SCDMA無線測試解決方案[J].電信網技術,2008,03:51-53.

[7]移動通信編輯部.新年亮燈禮溫情鉅獻廣東聯通“沃4G+”超卓網絡極速領跑[J].移動通信,2015,24:89-90.

LTE network optimization based on testing evaluation of vMOS value

ZHU Jianhao1,ZUO Long2,CHEN Jun3

(1.China Mobile Communications Corporation Henan Co.,Ltd,Zhengzhou 450008,China;2.China Unicom Co.,Ltd,Dongguan Branch,Dongguan 523000,China;3.Institute of Information and Electrical Engineering,Hunan University of Science and Technology,Xiangtan 411201,China)

As an objective evaluation standard for mobile video subjective experience for users,vMOS value for watching video can objectively reflect the user experience for LTE network operational use perception.When certain city of China Unicom carries out LTE superior network optimization,optimization excellence in special video vMOS values is explored.1080p and 720p of vMOS value assessment are tested in selected excellent areas,with the target for excellent video standard by multi-dimensional analysis,which identifying the shortcomings and problems.Targeted solutions and optimization directions are proposed,which exploring new ideas for LTE network optimization.

vMOS value; using superior; excellent video; network optimization

1672-7010(2016)03-0040-06

2016-06-04

朱建浩(1980-)，男，河南許昌人，工學碩士，從事移動通信技術及優(yōu)化研究

左龍(1986-)，男，江西吉安人，工學碩士，從事無線網絡優(yōu)化及規(guī)劃研究；E-mail:zuolong1126@163.com

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