4G網(wǎng)絡(luò)視頻感知地理呈現(xiàn)及對(duì)無(wú)線網(wǎng)規(guī)的參考意義

謝衛(wèi)浩　張拉專

【摘 要】為實(shí)現(xiàn)視頻業(yè)務(wù)用戶感知的數(shù)字化和可視化，通過(guò)建立MOS_V多維指標(biāo)評(píng)價(jià)體系，利用VMAX大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)實(shí)施該指標(biāo)體系的統(tǒng)計(jì)、地理分布呈現(xiàn)，包括評(píng)估原理和統(tǒng)計(jì)呈現(xiàn)效果的舉例展示，具備可視化、可量化統(tǒng)計(jì)的特點(diǎn)，能達(dá)到較好的效果。最后對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的參考意義作了具體闡述。

【關(guān)鍵詞】視頻業(yè)務(wù) 用戶感知 MOS VMAX 地理化

1 引言

近年來(lái)，隨著用戶對(duì)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的要求越來(lái)越高，同時(shí)移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商之間的競(jìng)爭(zhēng)也日趨激烈，移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)不滿足于用傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)KPI（Key Performance Indicator，關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)）指標(biāo)來(lái)評(píng)估網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，更多的關(guān)注將轉(zhuǎn)向典型業(yè)務(wù)的用戶感知指標(biāo)。

4G時(shí)代典型業(yè)務(wù)有哪些？如何實(shí)現(xiàn)典型業(yè)務(wù)的用戶感知指標(biāo)的量化，達(dá)到看得見(jiàn)、摸得著的效果？這是移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備廠商非常關(guān)注的問(wèn)題。基于此，本文將介紹為何選取視頻業(yè)務(wù)作為代表，并利用大數(shù)據(jù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)視頻業(yè)務(wù)的用戶感知評(píng)價(jià)定義、統(tǒng)計(jì)流程及地理化呈現(xiàn)的方法。此外，為了實(shí)現(xiàn)典型業(yè)務(wù)的感知質(zhì)量保障，涉及很多專業(yè)之間的分工配合，本文還將從無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)專業(yè)角度來(lái)探討如何去實(shí)現(xiàn)保障目標(biāo)。

2 視頻業(yè)務(wù)感知質(zhì)量MOS_V及其統(tǒng)計(jì)

呈現(xiàn)

2.1 為何選取視頻業(yè)務(wù)

在4G網(wǎng)絡(luò)的各種典型業(yè)務(wù)類型（如網(wǎng)頁(yè)瀏覽、即時(shí)通信、社交媒體、文件下載等）中，視頻業(yè)務(wù)是其中的標(biāo)桿。

一方面，該業(yè)務(wù)具有下行需求為主、大流量、時(shí)延敏感等特征，性能要求高、保障難度大；另一方面，解決保障難度大的業(yè)務(wù)具有示范帶動(dòng)作用，意義比較大。

2.2 參數(shù)定義

視頻業(yè)務(wù)用戶感知主要體現(xiàn)在業(yè)務(wù)啟動(dòng)時(shí)延、播放是否流暢、視頻分辨率三個(gè)方面，其中播放是否流暢又可細(xì)分為出現(xiàn)卡頓（畫(huà)面出現(xiàn)停頓）的次數(shù)和卡頓恢復(fù)快慢。因此，中興通訊定義視頻感知參數(shù)為MOS_V（Mean Opinion Score_Video，視頻感知意見(jiàn)得分），公式如下：

MOS_V=vCoding×（w1×vInitial+w2×vStalling+w3×vRecovery） （1）

其中，vCoding表示平均碼率系數(shù)，分辨率越高值越高，如1 080p分辨率對(duì)應(yīng)0.9、720p對(duì)應(yīng)0.8、360p對(duì)應(yīng)0.56；vInitial表示初始播放時(shí)延得分，時(shí)延越小得分越高，如時(shí)延100 ms對(duì)應(yīng)5分、3 s對(duì)應(yīng)4分、10 s對(duì)應(yīng)1分；vStalling表示卡頓頻次得分，次數(shù)越少得分越高，如0次對(duì)應(yīng)5分、2次對(duì)應(yīng)4分；vRecovery表示卡頓恢復(fù)時(shí)長(zhǎng)得分，恢復(fù)時(shí)長(zhǎng)越小得分越高，如無(wú)卡頓對(duì)應(yīng)5分、卡頓時(shí)長(zhǎng)/播放時(shí)長(zhǎng)=5%對(duì)應(yīng)4分、卡頓時(shí)長(zhǎng)/播放時(shí)長(zhǎng)=10%對(duì)應(yīng)3分；各維度的權(quán)重表示重要程度，可由運(yùn)營(yíng)商自行定義，參考取值w1=0.25、w2=0.38、w3=0.37。

2.3 統(tǒng)計(jì)實(shí)現(xiàn)方式

中興通訊的VMAX大數(shù)據(jù)平臺(tái)是針對(duì)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的端到端智能分析平臺(tái)，具備強(qiáng)大的多維信息采集和分析能力，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信用戶各種業(yè)務(wù)類型、協(xié)議類型的識(shí)別以及視頻業(yè)務(wù)上述各項(xiàng)質(zhì)量參數(shù)值的智能采集，從而可以計(jì)算出用戶每次視頻業(yè)務(wù)的MOS_V得分；同時(shí)，還可以檢索輸出該次視頻業(yè)務(wù)啟動(dòng)時(shí)的用戶地理位置經(jīng)緯度、主服務(wù)基站和小區(qū)編號(hào)、下載平均速率、參考信號(hào)覆蓋電平RSRP（Reference Signal Receiving Power，參考信號(hào)接收功率）、下行調(diào)制索引號(hào)MCS（Modulation and Coding Scheme，調(diào)制與編碼策略）等無(wú)線關(guān)鍵指標(biāo)。

2.4 地理化呈現(xiàn)實(shí)例

視頻業(yè)務(wù)的話務(wù)感知質(zhì)量信息必須進(jìn)行地理分布圖形化、分類統(tǒng)計(jì)圖表化，才便于運(yùn)營(yíng)商相關(guān)部門認(rèn)知并采取針對(duì)性改善工作。

為便于理解，舉例如下：

2016年7月某日忙時(shí)，基于VMAX平臺(tái)提取的視頻話務(wù)原始數(shù)據(jù)和地理化圖形顯示工具，選出某省會(huì)城市視頻話務(wù)最密集的區(qū)域之一——一環(huán)內(nèi)東南部3.3 km×3.8 km的一片區(qū)域，共有50 m×50 m的地理柵格約5 000個(gè)，對(duì)該區(qū)域進(jìn)行相關(guān)信息的地理化呈現(xiàn)和統(tǒng)計(jì)。具體如圖1所示：

在統(tǒng)計(jì)周期內(nèi)，各地理柵格（50 m×50 m）的視頻話務(wù)記錄數(shù)分布如圖2所示，可體現(xiàn)視頻話務(wù)的地理化疏密程度。其中，紅色和橙色表示視頻業(yè)務(wù)次數(shù)較多（紅色為不小于5次）；空白缺失的柵格表示未錄得有效視頻話務(wù)記錄。

由此可見(jiàn)，天府廣場(chǎng)以東、春熙路商業(yè)中心區(qū)域一帶以及西南部華西醫(yī)院附近的視頻話務(wù)量較大。

圖3為視頻業(yè)務(wù)平均下載速率的地理分布。其中，藍(lán)色、淺藍(lán)色、綠色表示下載速率較高（藍(lán)色為不小于8.2 Mb/s）。

由此可見(jiàn)，下載速率分布總體正常，67%的柵格下載速率不小于2.7 Mb/s，51%的柵格下載速率不小于4.1 Mb/s。

對(duì)于MOS_V參數(shù)，由于不同分辨率視頻的得分系數(shù)差異較大（如720p對(duì)應(yīng)0.8、360p對(duì)應(yīng)0.56），所以多種分辨率的MOS_V顯示在同一張圖上意義不清晰，高、中、低分辨率分別顯示比較適宜。

圖4為較高分辨率（≥720p）視頻業(yè)務(wù)的MOS_V地理分布。其中，藍(lán)色、綠色表示MOS_V≥3.3。

由于高分辨率的視頻話務(wù)比重暫時(shí)不大，所以圖4中有不少空白的柵格表示統(tǒng)計(jì)周期內(nèi)暫無(wú)高分辨率視頻話務(wù)。

在有高分辨率視頻話務(wù)的柵格中，MOS_V<2.6的柵格占13%，MOS_V=[3.3， 3.8]的柵格占65%，MOS_V≥3.8的柵格占18%；對(duì)比上文，MOS_V<2.6對(duì)應(yīng)的“高碼率下載速率”柵格大多為黃色、淡藍(lán)色、紅色，主要在4.1 Mb/s以下，表示下載速率對(duì)MOS_V有關(guān)聯(lián)影響。

作為無(wú)線關(guān)聯(lián)指標(biāo)的示例，圖5為所有視頻業(yè)務(wù)起始時(shí)的RSRP地理分布：endprint

其中，白色柵格表示其視頻話務(wù)記錄的RSRP信息缺失。在有RSRP信息的柵格中，20%的柵格RSRP< -105 dBm，其中2%的柵格RSRP<-115 dBm，考慮到大部分話務(wù)發(fā)生在室內(nèi)，總體覆蓋情況屬于正常。

除了地理化顯示外，還可以進(jìn)行其他視角的統(tǒng)計(jì)分析。圖6是相同地理區(qū)域、相同統(tǒng)計(jì)周期的不同分辨率視頻的話務(wù)對(duì)比，其中包含視頻業(yè)務(wù)使用次數(shù)的占比和使用用戶數(shù)的占比。

由此可見(jiàn)，現(xiàn)狀中低分辨率（240p～480p）的視頻話務(wù)仍占大部分，按業(yè)務(wù)使用次數(shù)來(lái)看，合計(jì)占57%+21%+8%=86%，高分辨率（≥720p）的約占14%；按用戶數(shù)統(tǒng)計(jì)，各分辨率的分布比例類似。但隨著大屏智能手機(jī)的快速普及、高分辨率視頻源的豐富，預(yù)計(jì)2017至2018年高分辨率視頻的話務(wù)會(huì)明顯提升。

3 對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的參考意義

基于大數(shù)據(jù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)上述視頻業(yè)務(wù)用戶感知地理化呈現(xiàn)，對(duì)于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工作的意義體現(xiàn)在：

（1）為視頻業(yè)務(wù)保障的區(qū)域范圍劃定提供依據(jù)：找出視頻話務(wù)聚集區(qū)，作為視頻業(yè)務(wù)保障的重點(diǎn)區(qū)域；對(duì)于視頻話務(wù)稀少的區(qū)域，可以不考慮視頻業(yè)務(wù)保障。

（2）為視頻業(yè)務(wù)保障速率等級(jí)及范圍劃定提供依據(jù)：找出高碼率視頻話務(wù)聚集區(qū)（如碼率≥1 Mb/s或分辨率≥720p），作為較高速率視頻業(yè)務(wù)保障的重點(diǎn)區(qū)域，其余區(qū)域的視頻保障速率可以相應(yīng)降低（如分辨率降至360p、240p等），各區(qū)域滿足本地絕大部分用戶需求，符合區(qū)域差異化、按需投入的建設(shè)策略，有利于降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)總體成本。

（3）發(fā)現(xiàn)業(yè)務(wù)感知存在問(wèn)題及其地理目標(biāo)的基本方法：找出視頻業(yè)務(wù)質(zhì)量不良區(qū)，主要是高碼率視頻源對(duì)應(yīng)的MOS_V偏低、平均下載速率偏低等情況；避免全網(wǎng)全范圍做保障，為網(wǎng)規(guī)網(wǎng)優(yōu)工作實(shí)施提供主要目標(biāo)，做到有的放矢。

（4）在針對(duì)上述問(wèn)題的網(wǎng)規(guī)網(wǎng)優(yōu)改善方案實(shí)施后，再次進(jìn)行感知地理呈現(xiàn)和統(tǒng)計(jì)，驗(yàn)證改善方案的效果。

（5）對(duì)于滿足質(zhì)量要求的區(qū)域，可統(tǒng)計(jì)形成正常商用情況下的視頻業(yè)務(wù)話務(wù)模型、滿足質(zhì)量目標(biāo)的無(wú)線指標(biāo)KPI門限，供其他業(yè)務(wù)區(qū)參考使用。

無(wú)線網(wǎng)規(guī)工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)與上述第（3）點(diǎn)比較相關(guān)，進(jìn)一步說(shuō)明如下：

由于造成質(zhì)量問(wèn)題的原因可能有很多種，涉及多個(gè)專業(yè)，因此：

第一步：需要對(duì)問(wèn)題進(jìn)行定位定界。無(wú)線網(wǎng)規(guī)專業(yè)關(guān)注問(wèn)題地理位置的網(wǎng)絡(luò)空口承載速率能力是否滿足要求，所以需要展開(kāi)分析該位置所屬服務(wù)小區(qū)、服務(wù)小區(qū)及鄰區(qū)的RSRP、服務(wù)小區(qū)及鄰區(qū)的空口資源占用率（PRB占用率）等無(wú)線指標(biāo)關(guān)鍵信息，評(píng)估在已有商用負(fù)荷下，LTE業(yè)務(wù)信道信噪比、服務(wù)小區(qū)空口剩余資源在該地理位置可承載的下行突發(fā)吞吐量能力，從而確定空口承載速率能否滿足指定分辨率視頻的保障要求，如720p分辨率視頻初始緩存不大于3 s要求5 Mb/s的下行保障速率。

第二步：如果判斷并核實(shí)空口速率承載能力不滿足，則需要進(jìn)一步細(xì)化分析各種無(wú)線指標(biāo)，研究是通過(guò)加強(qiáng)覆蓋還是通過(guò)服務(wù)小區(qū)容量擴(kuò)容來(lái)提升承載速率水平，并形成可實(shí)施方案；如果空口速率保障沒(méi)問(wèn)題，則質(zhì)量問(wèn)題是其他原因引起（如有線傳輸資源、核心網(wǎng)、服務(wù)提供商服務(wù)器等），應(yīng)移交其他專業(yè)（如無(wú)線網(wǎng)優(yōu)、傳輸、核心網(wǎng)等）處理解決。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文主要討論了移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的視頻業(yè)務(wù)質(zhì)量地理呈現(xiàn)的意義、評(píng)判原理、主要過(guò)程和呈現(xiàn)效果，并闡述了對(duì)網(wǎng)規(guī)專業(yè)的參考意義。雖然僅對(duì)視頻業(yè)務(wù)作了示范，但其主要思路對(duì)其他典型業(yè)務(wù)同樣適用，如網(wǎng)頁(yè)瀏覽、即時(shí)通信等常見(jiàn)業(yè)務(wù)，同樣可以定義各自的感知量化評(píng)價(jià)體系，通過(guò)大數(shù)據(jù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)評(píng)估、地理化呈現(xiàn)。下一階段希望向智能化、高效化、實(shí)用化發(fā)展，更好地服務(wù)于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維和發(fā)展。

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