網絡側估計終端用戶視頻體驗建模分析

楊舒涵

摘 要：隨著無線寬帶網絡的升級，智能終端的普及，越來越多的用戶選擇在移動智能終端上應用客戶端APP觀看網絡視頻，這是一種基于TCP的視頻傳輸及播放。看網絡視頻影響用戶體驗的兩個關鍵指標是初始緩沖等待時間和在視頻播放過程中的卡頓緩沖時間。研究表明影響初始緩沖時延和卡頓時長占比的主要因素有初始緩沖峰值速率、播放階段平均下載速率、端到端環回時間（E2E RTT）以及視頻參數。然而這些因素和初始緩沖時延和卡頓時長占比之間的關系并不明確。本文體現了根據實驗數據建立的用戶體驗評價變量（初始緩沖時延，卡頓時長占比）與網絡側變量（初始緩沖峰值速率，播放階段平均下載速率，E2E RTT）之間的函數關系。

關鍵詞：初始緩沖時延 卡頓時長 E2E RTT 函數關系

中圖分類號：TP2112 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）02（c）-0029-02

Abstract： With the upgrading of wireless broadband network and the popularity of intelligent terminals， more and more users choose to watch network video on the mobile intelligent terminal with the application client APP， which is a video transmission and playback based on TCP. The two key indicators that affect the user experience of network video are the initial buffer waiting time and the Caton buffer time during video playback. Researches show that the main effect of Initial buffer delay and Caton long time occupation ratio are the initial buffer peak rate， average download rate， E2E RTT and video playback stage parameters. However， these factors and the initial delay and buffer Caton long relationships are not clear. So we use many equations to get these relationships.

Key Words： E2E RTT； Caton buffer time； Initial delay； Equations

數據處理后，先進行數據的初步擬合，再基于初步擬合中得到的與初始緩沖時延相關的3個函數與卡頓時長占比相關的3個函數，運用線性代數知識結合幾何意義分別分段求出適當的相應系數，并最終得到兩個函數，分別由與網絡側變量初始緩沖峰值速率、播放階段平均下載速率、端到端環回時間（E2E RTT）相關的3個函數與之對應的3個系數組成，最終得到所有函數。

1 數據選取

對于數據進行排序，而后進行1～10編號，選擇1～8進行函數擬合，留下9、10進行驗證，既保證有充足的數據進行函數擬合，又能夠保證函數得到驗證。根據散點圖選擇數據變化較快的范圍，考慮到數據的相互影響等情況，我們首先選取一種分類方法，隨后進行運算，經過整體運算，到數據檢驗時檢查誤差情況，更換區間，進行再次運算，驗證是否可以縮小誤差，找到合適的分段區間。

2 預期結果

通過初步函數擬可以得到6個具有相關性的基本函數分別是：初始緩沖峰值速率—初始緩沖時延；播放階段平均下載速率—初始緩沖時延；E2E RTT—初始緩沖時延；初始緩沖峰值速率—卡頓時長占比；播放階段平均下載速率—卡頓時長占比；E2E RTT—卡頓時長占比。

通過線性代數和幾何意義求解得出相應的系數，進行分段求解，適當增加分段，尋找合理的分段提高函數的合理性，使預測更準確。最終會得到一個較為完整尚有發展空間的評價體系，通過該評價體系得到具有指導意義的結論。對于整體視頻質量的改進具有一定意義。

3 建立模型

根據初步擬合中得到的與初始緩沖時延相關的3個函數和卡頓時長占比相關的3個函數，根據線性代數知識和幾何意義的結合分段分別求出適當系數，最終得到兩個函數，每個函數分別由與網絡側變量初始緩沖峰值速率、播放階段平均下載速率、端到端環回時間（E2E RTT）相關的3個函數和與之對應的3個系數組成。

在通過對數據進行大量的排序篩選，充分利用現有的評分體系，對網絡側變量：初始緩沖峰值速率、播放階段平均下載速率、端到端環回時間（E2E RTT）進行劃分。根據適當調整區間，我們可以得到適應該區間的系數。通過調整與改進，證明了在合適的區間中，擬合性較好，可以通過細致合適的分區大幅度提高評價體系的準確性，大幅度降低誤差。

4 總結分析

初始緩沖時延的系數表如表1所示，長時長占地的系數表如表2所示。

5 結語

我們根據多項數據，分層解決問題，將整個大問題，分為兩層，即求函數和求系數，分段求解系數的方法保證了函數具有良好的預測性和準確性。這種解決問題的方法具有普遍性，可以對多種變量間相互影響較弱的情況下，得出多個自變量與因變量的關系，而且自變量數量的提升對其影響相對較小。在實際應用中，可以通過結果導向：提高用戶的體驗，設定用戶評分標準后，層層推進，得到各項指標，并有針對性地對影響較大的部分進行重點調整，從而有更好的指導意義。

參考文獻

[1] 李飛.面向移動終端的視頻用戶體驗質量評估模型研究[D].西南交通大學，2016.

[2] 李俐瑩.網絡視頻的用戶體驗質量評價[D].石家莊鐵道大學，2016.

[3] 劉令，邵研，劉欽鵬.基于初始緩沖時延的觀看視頻體驗分析[J].山東工業技術，2017（14）：232.