劉令+邵研+劉欽鵬
摘 要:隨著無線網(wǎng)絡(luò)的升級及智能終端的普及,越來越多的用戶選擇在移動智能終端上應(yīng)用客戶端APP觀看網(wǎng)絡(luò)視頻,影響用戶體驗(yàn)的一個(gè)關(guān)鍵性指標(biāo)就是初始緩沖時(shí)延,研究表明影響初始緩沖時(shí)延的因素有初始緩沖峰值速率及端到端環(huán)回時(shí)間(E2E RTT),本文的目的就是定量給出其明確的函數(shù)關(guān)系。
關(guān)鍵詞:初始緩沖時(shí)延;初始緩沖峰值速率;E2E RTT
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.14.206
0 引言
應(yīng)用客戶端APP觀看網(wǎng)絡(luò)視頻是一種基于TCP的視頻傳輸及播放,初始緩沖等待時(shí)間是網(wǎng)絡(luò)視頻影響用戶體驗(yàn)的主要因素,因此,可以用初始緩沖時(shí)延[1](初始緩沖等待時(shí)間+端到端回環(huán)時(shí)間)來評價(jià)用戶體驗(yàn)。
1 初始緩沖時(shí)延函數(shù)
通過對大量數(shù)據(jù)的整理,發(fā)現(xiàn)初始緩沖時(shí)延與初始緩沖峰值速率之間有十分強(qiáng)烈的反比例關(guān)系,與E2E RTT[2]之間有較為明顯的一次函數(shù)關(guān)系,并且找到了初始緩沖峰值速率、與視頻最小緩沖數(shù)據(jù)量、初始緩沖時(shí)延及E2E RTT之間的關(guān)系式:
(1)
式中,為初始緩沖峰值速率,為視頻最小緩沖數(shù)據(jù)量,為TCP慢啟動過程中下載的數(shù)據(jù)量,為初始緩沖時(shí)延,為視頻解析過程需要的時(shí)間,為TCP慢啟動過程需要的時(shí)間,與題中的E2E RTT所代表的含義并不相同,因此需要借助公式進(jìn)行轉(zhuǎn)化:
(2)
式中的數(shù)值與式(3)中的數(shù)值不好界定,因此可將式(2)進(jìn)行合理轉(zhuǎn)型:
(3)
式中,只有的數(shù)值需要進(jìn)一步求解:
(4)
式中,為視頻碼率[3](比特率),平均初始緩沖量定為4s,因此,視頻最小緩沖數(shù)據(jù)量用初始緩沖量乘以視頻碼率求得,為了求得初始緩沖時(shí)延與初始緩沖峰值速率及E2E RTT之間的關(guān)系,將式(5)進(jìn)一步轉(zhuǎn)化:
(5)
式中,唯一不能確定數(shù)值的參變量只有,因此,需將查閱大量的各參變量數(shù)據(jù)導(dǎo)入MATLAB中,求出所有的值,且以的平均值代替進(jìn)行求解,得到了初始緩沖時(shí)延與初始緩沖峰值速率及E2E RTT的最終函數(shù)關(guān)系式:
(6)
式中,初始緩沖時(shí)延與初始緩沖峰值速率呈現(xiàn)反比例關(guān)系,與E2E RTT呈現(xiàn)一次函數(shù)關(guān)系,與數(shù)據(jù)的擬合結(jié)果完全吻合,間接地證明了本文的函數(shù)關(guān)系完全可行。
2 可行性驗(yàn)證
本文借助MATLAB對函數(shù)結(jié)果進(jìn)行離散化處理[4],與所查數(shù)值進(jìn)行直觀對比,可以看出,二者散點(diǎn)圖之間相差十分微小,數(shù)據(jù)擬合程度較高,函數(shù)測算值與真值之間的微小差距幾乎可以忽略。
為了更好的體現(xiàn)模型的優(yōu)越性,將測算值作為橫坐標(biāo),將真值作為縱坐標(biāo),以大量數(shù)據(jù)導(dǎo)入MATLAB軟件,發(fā)現(xiàn)函數(shù)基本滿足正比例關(guān)系,且測算值與真值間的擬合度能達(dá)到98.19%,此擬合程度較高。
3 結(jié)論
本文給出了初始緩沖時(shí)延與初始緩沖峰值速率及E2E RTT三者間的明確函數(shù)關(guān)系,并通過離散化處理及軟件擬合等方法,多方面地驗(yàn)證了函數(shù)關(guān)系的可信度。
參考文獻(xiàn):
[1]陳楚雄,柯江毅,覃道滿.視頻業(yè)務(wù)體驗(yàn)評估和優(yōu)化提升探討[J]. 郵電設(shè)計(jì)技術(shù),2017(02).
[2]陳聰.低延遲自組織網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層FPGA設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].電子科技大學(xué),2015.
[3]王麗娜,徐一波,翟黎明,任延珍.基于宏塊復(fù)雜度的自適應(yīng)視頻運(yùn)動矢量隱寫算法[J].計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào),2017.
[4]翟成廣.離散化算法統(tǒng)一框架與軟件平臺[D].河南大學(xué),2015.
作者簡介:劉令(1982-),女,吉林長春人,博士,副教授,主要研究:偏微分方程。