手机视频业务感知优化方法研究

任小强（中国移动通信集团甘肃有限公司兰州分公司，甘肃兰州 730000）

0 前言

随着多媒体技术和互联网技术的发展，相对其他业务视频业务能给用户带来直接的视觉冲击和愉悦感受，成为移动互联网的杀手级应用，因此对视频业务端到端感知的分析、监控、提升成为当前工作的重点。随着智能终端的普及和互联网技术的不断发展，这2 年移动视频业务在社交之中变得非常普遍，比如腾讯、优酷、抖音、快手等，视频业务的用户得到快速的发展。目前，还没有完善的手机视频业务KQI 评估体系及感知优化方法，为解决视频业务使用感知的可评估性和有效保障用户感知问题，本文研究了视频业务KQI评价体系，关联KQI与无线指标，通过筛选数据业务异常小区，开展针对性的优化工作，提升移动视频业务用户感知。

1 视频业务的特点

手机视频（移动网络方式）是通过移动网络流媒体和文件下载方式，为用户提供以音视频为主要形式的节目体验，用户可以通过手机观看电视直播，进行视频点播和下载，向好友推荐节目和发表观感。在GPRS 时代，手机用户上网主要以浏览网页文字为主；在3G时代，手机用户上网以富含图片和文字的触屏版网页为主；到了LTE 时代，手机用户上网的趋势将向丰富多彩的多媒体视频业务发展。通过分析晚忙时4G 用户使用各类业务的占比发现，使用即时通信、浏览下载类的用户最多，其次是视频业务，约占9.30%［1］。通过分析晚忙时4G 用户各类业务流量占比发现，视频业务流量占比最高，约占61.28%。

2 视频业务KQI指标

2.1 视频播放等待时延

视频播放等待时延是指当用户浏览视频网站播放音频、视频等多媒体文件时，从点击“播放”按钮开始，到多媒体文件开始播放的时长，主要包括TCP 建立平均时长、视频类业务GET 操作平均时延、初始缓冲平均时长。若视频前播放广告，则广告时间不算在内，播放等待时延主要是视频接入过程由页面显示、播放器初始化、初缓下载3 个阶段组成。通过测试验证，视频播放等待时延小于3 s，用户感知较好，若超过5 s，用户感知较差。无线网时延一般是10～20 ms，EPC的时延为1 ms。目前视频业务建立平均时延为1.29 s，选取在业务忙时登陆人数超过1 000 人的网站开展专题分析，熊猫和西瓜视频的业务建立时延大于5 s。腾讯、快手、抖音等视频业务建立时延都小于2 s。

2.2 视频播放成功率

视频播放成功率是指当用户浏览视频网站播放音频、视频等多媒体文件时，从点击“播放”按钮开始，到多媒体文件开始播放的成功率。视频播放成功率与TCP 建立成功率、视频类业务GET 操作成功率、初始缓冲成功率有关。

2.3 视频业务中断率

视频业务中断率是指当用户浏览视频网站播放音频、视频等多媒体文件时，因为速率等问题导致本地缓冲内容不足而播放停顿的次数占播放总时长的比率，客户每次进行拖动、暂停操作造成的中断不算在内，视频前播放广告造成的中断也不算在内。视频业务中断通过视频APP 周期性监听播放时间戳判断，如果发现本周期的时间戳和上周期的时间戳相同，则认为发生了业务中断。

2.4 视频业务下载速率

下载速率与统计时间段内累计流媒体下载数据量和传输时间有关，总下载数据量除以总传输时间为平均下载速率，其中视频下载数据量是指合成视频的数据总量；视频传输时间是指合成视频中，所有视频单请求传输时间的叠加。根据不同的视频传输模型，叠加方式有所不同。网站的提供片源大小直接影响观看视频业务所需的带宽与下载速率，一般网站提供片源，按照分辨率的大小分为高清与标清。目前片源的分辨率大概为：240P、360P、480P、720P、1080P、4K等，分辨率大于720P的片源为高清［2］。

表1给出了视频分辨率与业务下载速率关系。

表1 视频分辨率与业务下载速率关系

一般网站提供的高清片源已经达到86%以上，但是用户观看还是采用标清方式观看。因此，近期可定界视频的下载速率小于1.5 Mbit/s时，将影响用户观看视频的感知。另外，随着不限流量套餐逐步增多，支持高清视频手机的普及，用户将会逐步使用720P 格式。目前视频业务平均下载成功率为1.102 Mbit/s，选取在业务忙时登陆人数超过1 000 人的网站开展专题分析，按照网站提供业务不同分为：综合视频（1.40 Mbit/s）、网络电视（1.07 Mbit/s）、直播视频（0.36 Mbit/s）和小视频（2.19 Mbit/s）。

3 KQI与无线指标关联分析

视频业务的KQI主要与小区容量、小区覆盖、小区干扰和下行质差有关，关联分析指标如图1所示。

3.1 业务质量与无线利用率关系

对无线利用率与视频业务下载速率进行归一化处理，无线利用与下载速率是线性关系：y=-14.939x+2063.5；如图2所示，当无线利用率大于40%时，视频业务的平均下载速率降至1 500 kbit/s 以下；当无线利用率大于70%，视频业务的平均下载速率降至1 000 kbit/s以下。

3.2 下载速率与RRC用户数关系

图1 视频KQI与无线指标的关联分析

图2 无线利用率与视频下载速率的关系

对有效的RRC 最大激活用户数与视频业务下载速率的数据进行归一化处理，有效的RRC 最大激活用户数与下载速率是线性关系：y=-8.882 5x+1 725.5；如图3 所示，当有效的RRC 最大激活用户数大于23 人时，视频业务的平均下载速率降至1 500 kbit/s 以下；当有效的RRC最大激活用户数大于79，视频业务的平均下载速率降至1 000 kbit/s以下（见图3）。

3.3 播放等待时长与无线利用率

对视频业务播放等待时长与无线利用率的数据进行归一化处理，视频业务播放等待时长与无线利用率是线性关系：y=0.004 5x+0.932 6；如图4 所示，无线利用率对视频业务有一定影响，但是影响度不高，当无线利用率超过80%时，视频业务播放等待时长在1.5 s以内。

图3 下载平均速率与RRC的激活用户数的关系

图4 无线利用率与播放等待时长的关系

无线网络容量直接影响视频业务的下载速率，关键门限：当无线利用率大于40%时，视频业务的平均下载速率降至1 500 kbit/s 以下；当无线利用率大于70%，视频业务的平均下载速率降至1 000 kbit/s以下。当有效的RRC最大激活用户数大于23人时，视频业务的平均下载速率降至1 500 kbit/s 以下；当有效的RRC最大激活用户数大于79时，视频业务的平均下载速率降至1 000 kbit/s 以下。当业务忙时，小区级别下视频用户数超过10 人以上，视频业务量超过65%时，无线网络无线利用率（上行PRB 利用率、下行PRB 利用率以及CCE 利用率最大值）超过40%、有效的RRC 最大激活用户数超过23人。

3.4 下载速率与干扰电平关系

对干扰电平与视频业务下载速率进行归一化处理，干扰电平与下载速率是对数关系：y=-997.1ln（x）+4 673.4，如图5所示。

图5 干扰电平与视频业务平均下载速率的关系

从图5 可以看出，无线网络干扰直接影响视频业务的下载速率，当无线网络干扰电平超过-100 dBm时，视频业务的平均下载速率降至1 500 kbit/s以下。

3.5 下载速率与CQI占比关系

UE 上报的CQI 值（一般是指下行信道质量）与下行参考信号的SINR 相关，因此采用CQI 值（CQI 小于7即可估算出下行的SINR小于3 dB）定界无线网络下行质量。分析CQI 小于7 的占比与视频业务下载速率的关系，CQI 小于7 的占比与下载速率是二元多项式关系：y=0.140 5x2-21.791x+2 301.1；如图6 所示，CQI小于7 的占比大于60%时，视频业务的平均下载速率降至1 500 kbit/s以下。

3.6 下载成功率与CQI占比关系

分析平均CQI 值与视频业务下载速率的关系，平均CQI 值与下载速率呈线性关系：y=180.79x+521.05，平均CQI 值小于6 时，视频业务的平均下载速率降至1 500 kbit/s以下（见图7）。

3.7 视频业务等待时长与CQI占比

图6 CQI占比与视频业务下载速率关系

图7 平均CQI值与下载速率的关系

分析视频业务播放等待时长与CQI 小于7 的占比，两者之间是线性关系：y=0.002 2x+1.682 6；如图8所示，CQI 小于7 的占比对视频业务播放时长有一定影响，但是影响度不高，视频业务播放等待时长在2 s以内。

3.8 小结

图8 CQI占比与播放等待时长的关系

通过前面的分析可知，无线网质量主要影响视频业务的下载速率，而对视频业务的建立成功率、视频业务的中断率和视频业务播放等待时长都没太大影响。因此，针对视频业务的优化重点是视频业务速率［3］，对比影响视频业务的关键指标的门限与日常优化的门限，干扰与CQI的指标均低于日常优化要求，视频业务对无线利用率、有效RRC 激活用户数的要求高于日常优化的门限，因此，针对视频业务优化时要调整容量优化门限［4］（见图9）。

图9 视频业务下载速率与无线指标的门限要求

4 结束语

视频业务是4G网络的重要应用业务，为保障其业务质量和用户感知，本文以视频业务KQI指标为核心，研究视频业务KQI 指标与无线容量、覆盖、质量相关性，将视频业务KQI与无线质量进行地理化关联分析，根据无线指标筛选忙时视频业务异常小区进行整治，累计优化处理视频质差小区3 569 个，质差小区占比下降7%，视频业务平均速率提升20%左右，视频业务中断率下降30%左右，有效提升了用户视频业务感知。该问题分析思路及工作开展模式取得较好的优化效果，值得推广借鉴。