CN108600862A - 移动通信网移动音视频服务用户QoE的提升方法 - Google Patents

Abstract

移动通信网移动音视频服务用户QoE的提升方法属于移动音视频服务用户QoE提升技术领域，其特征在于，是在一个由骨干网服务器至少一个基站和各用户移动终端共同组成的网剧播放APP用户QoE提升系统中实现的，该方法以基站的采样间隔—GPS坐标变化曲线为“外因”，以用户QoE为“结果”，以QoE视图时空特征为切入点，依次按：“因果关系”整合→用户QoE聚类→类内由不同视图时空特征触发的QoE成因因素为“内因”，进行聚类识别→骨干网服务器按不同的内因做综合决策的方法，从中找出主要成因因素进行网剧移动播放QoE的技术及设备革新，来提高用户QoE，本发明具有能从全移动通信网角度，通过大数据整合，经由骨干服务器、基站二级系统，较彻底地提升用户QoE的优点。

Description

移动通信网移动音视频服务用户QoE的提升方法

技术领域

本发明涉及一种移动通信网移动音视频服务用户QoE(Quality of Experience,QoE) 的提升方法，属于移动音视频服务用户QoE提升技术领域。

背景技术

随着无线通信技术的飞速发展，移动通信网已经从仅提供语音和文本服务进化到提供各种多媒体数据服务。在即将到来的5G时代，视频服务将成为占据绝大部分移动数据流量的基础服务。根据CISCO公司的报告，2021年将有近80％的数据流量被移动视频业务占用。因此，为了吸引更多用户使用移动网络观看视频，网络运营商和视频服务提供商应该注重移动视频用户体验的提升，这也是移动通信网服务的终极目标。

移动视频服务用户的体验质量(Quality of Experience,QoE)是使用移动视频服务时对用户体验的衡量指标。用户在观看移动视频的过程中遇到的黑屏、卡顿、花屏等不良体验会影响其QoE。对于运营商而言，这些不良体验无法直接从网络性能上进行优化，需要将用户侧出现的问题和实时网络性能对应起来，分析引起用户QoE下降的原因，找到从根本上提升用户QoE的方法，这对制定移动通信网视频管理策略至关重要。

现有的优化方案中，通常采用增加功率等方法提升移动视频服务的性能，间接改善移动视频服务用户QoE，其本质上是传统的服务质量(Quality of Service,QoS)优化方法，这类方法主要考量相关网络性能参数，不考虑用户体验，不同于移动视频服务用户QoE的提升。因此，一种可以在动态网络环境中自动监测QoE变化并分析指出引起QoE下降原因的移动视频用户QoE优化方法亟待提出。

本发明的思路是在现有的APP移动视频付费用户中，建立能够主动反映QoE体验的贵宾用户(VIP)，鼓励其主动向基站反馈实时视频服务体验。小区基站与APP用户间设置专用QoE体验上行通道，供APP用户反馈移动视频服务体验使用。对于接收的QoE反馈数据，先后由基站和骨干网服务器利用大数据分析，按不良体验类型特点逐步排除非主要因素，找到主要因素。从基站和骨干网服务器的角度，提出消除不良体验的建议，从而改善服务性能，重点提升VIP用户的移动视频服务QoE。

发明内容

发明目的：

本发明的特征在于，是在一个由骨干网服务器至少一个基站和各用户移动终端共同组成的网剧播放APP用户QoE提升系统中依次按以下步骤实现的：

1.移动通信网移动音视频服务用户QoE的提升方法，其特征在于，是一种在一个由骨干网服务器，以下简称服务器，至少一个基站及个用户的移动终端，以下简称各终端，共同组成的移动视频用户，以下简称用户，的网剧播放服务用户QoE提升系统，以下简称系统，以时空条件为外因，以用户QoE为结果，以QoE时空特征为切入点，采用“因果关系”整合→用户QoE类型聚类→对各类内用户QoE形成内因的聚类识别→服务器按不同的内因作综合决策来提升用户QoE的方法，依次按以下步骤实现：

步骤(1):系统初始化

步骤(1.1)：服务器初始化：

设定：基站总数N，各基站编号n，N＝{n₁,n₂,…,n,…,N}，基站n位于六边形小区的几何中心，用户QoE的测定时段T＝40分钟，为网剧播放时长，τ＝[t₀,T],t₀为网剧播放初始时刻，采样间隔Δt，基站n向服务器上传的数据分为：

卡顿数据组：[卡顿发生的时段，卡顿发生的次数]，还有基站编号n及其GPS坐标，下同，

花屏数据组：[花屏发生的时段，花屏发生的区域，用户终端的GPS坐标标识]，

盲音数据组：[六边形小区顶点的GPS坐标，实测的盲音区域GPS坐标]，

用户QoE类型至少包括卡顿、花屏及盲音，分别用字母A、B、C标记，

步骤(1.2)：基站n初始化：

设定：APP付费用户名单共S个用户，用数组表示为[用户姓名，性别，终端号，时段T内所在小区的编号]，

VIP用户名单，共R个用户，只要APP用户向基站反馈一次用户QoE，便自动加入VIP名单，R≤S,

VIP用户专用信道，以下简称VIP信道，

终端向基站反馈用户各类QoE的数据格式如下：

卡顿QoE数据组：[终端号，网剧播出时段T，卡顿发生的时段，卡顿发生的次数]，

花屏QoE数据组：[终端号，网剧播出时段T，每次花屏发生时段]，

盲音QoE数据组：[终端号，盲音区GPS坐标]，

步骤(1.3)：终端初始化

设置：GPS存储模块，设有终端GPS坐标输出端口，终端控制器控制信号输入端口，

速度传感器测到的终端运动速度存储模块，设有终端空时期控制信号输入端口及终端速度值输出端口，

终端控制器，设有基站控制命令输入端口，被提取的终端GPS坐标及速度的数据输出端口，

步骤(2):在测定时段T内，终端依次按一下步骤向所在基站发送用户QoE：

步骤(2.1)：在用户QoE产生后，终端向基站上传打开所述VIP信道的请求；

步骤(2.2)：基站在收到VIP信道打开请求并验证用户身份无误后，经VIP信道向终端下发终端GPS坐标，终端运动速度及相应的时间标记，

步骤(2.3)：终端按设定的采样间隔Δt向基站发送三类所述的用户QoE中的至少一类QoE，

步骤(2.4)：终端重复步骤(2.3)，知道t＝T为止，向基站发出关闭VIP信道的请求，

步骤(2.5)：基站关闭VIP信道，

步骤(3):在测定时段T结束后，基站控制器以采样时间内GPS坐标变化曲线，简称用户时间-速度曲线为“外因”，显示在基站控制器上的所述A、B两个类型的用户QoE视频图像，简称QoE图像为效果，按时间先后，整合成在时间T内得到的小区所有用户的“因果关系”序列集合，对每一条“因果关系”序列标记上用户编号及用户QoE类别，共计有R′条“因果关系”序列(在显示屏上展示为以左下角为原点，以时间为横轴，以速度为纵轴的用户时间-速度曲线簇，及相应的以显示屏高度为纵轴，以时间为横轴的QoE图像簇，以Δt为单位高度显示)，

步骤(4):对步骤(3)所述的N条包括A、B两个标记的“因果关系”序列集合，再按各自的所述标记聚类成R1个卡顿型“因果关系”序列和R2个花屏型“因果关系”序列，R1+R2＝R′，

步骤(5):基站控制器按显示在屏幕上的QoE视图特征聚类成R1个卡顿型“因果关系”序列和R2个花瓶型“因果关系”序列，

步骤(6)：把表征触发卡顿类各用户产生不同体验的QoE视图时空特征以大数据形式整合在同一个时间轴上，对其中至少三种QoE视图的时空特征成因进行聚类识别，并采取提升用户QoE的相应措施：

步骤(6.1)：QOE视图的时空特征为：

1，在测定时段T内，整合后对应各用户的QoE视图全程为黑屏，或

2，在测定时段T内，整合后对应各用户的QoE视图黑屏的时长均相等但在T内间隔地显示时，

QoE视图时空特征的成因为视频播放设备故障，且反复在时间上等间隔出现，属于设备故障，基站首先自检，必要时把卡顿数据组上传服务器并提出相应请求，

步骤(6.2)：把对应各用户的QoE视图大数据地整合到同一个时间轴上的时空特征为：

卡顿的时长相同且在时间上等周期的出现且在时长上等于盘片旋转一周所需的时间，则 QoE视图时空特征的成因在与盘片上有一段光刻盲区，属于盘片制作缺陷，基站自行处理，并通过VIP信道向VIP用户下传有关盘片故障的消息，

步骤(6.3)：把对应各用户的QoE视图大数据地整合到一个时间轴上的其时空特征为：

蔽区，属于信号区域电磁屏蔽，基站自行经VIP信道下传区域电磁屏蔽的消息给VIP用户，

步骤(7):把表征触发花屏类各用户产生不同体验的QoE视图时空特征的时间-速度曲线簇以大数据形式整合到同一个时空坐标系上，对其中至少四种QoE视图时空特征的成因进行聚类识别，才去提升用户QoE的相应措施：

步骤(7.1):QoE视图的时空特征为：

在所述的时间-速度曲线簇内，各条时间-速度曲线的时空起点、时空终点、运动方向及曲线长度各不相同，但位于时间-速度曲线簇边缘处的曲线至少有一端在同一时刻的不同 GPS坐标位置上，或者在同一个GPS位置但在不同时刻上相互一次连接后能构成一个具有封闭边界线的花屏区域，

基于QoE视图时空特征的所述时间-速度曲线簇的成因在于，各用户进出所述花屏区域的时刻、GPS坐标位置及运动方向都不相同，各用户所能体验到的花屏现象往往局限于一个随机的时空片段，鲜有覆盖整个花屏区的，至多也只是从不同方向穿过而已，因而所述时间-速度曲线簇的成因在于用户进入了多径干扰区域，体验到了一段花屏QoE截图，

基站向所述服务区上传花屏数据组，必要时提出包括阿提升天线高度，增加额定发射功率或增设小基站在内至少一种请求，以提升用户QoE，

步骤(7.2):整合后的QoE视图时空特征为：

在不同的时间段内，位于同一个GPS坐标区内的不同用户体验到的一副各不相同的花屏截图，所述GPS坐标区是指所述不欧婷用户的时间-速度曲线簇的边界线，

所述QoE视图时空特征形成的原因在于在所述GPS坐标区内存在一个坐标位置固定的强干扰源，

基站不予处理，经所述VIP信道向用户下传相关消息，

步骤(7.3):整合后的QoE视图时空特征为：

在先后不同的时间段内，位于同一个GPS坐标区内的各用户共同体验到的同一副完整的花屏视图或截图，

所述QoE视图行程的原因在于有一个移动强干扰源在时空域中穿过了各所述用户所处的不同GPS坐标区，

基站按步骤(7.2)所述的方法处理，

步骤(7.4):整合后的QoE视图时空特征为：

时间段不同，GPS坐标位置不同，以及时间-速度曲线也不同的所有用户各自体验到了衣服波峰、波谷出现无规律可寻且落差大、范围大、波峰窄的花屏截图，真个花屏视图大小是时变的，幅值由小→大→小，覆盖区域也随之变化，

所述QoE视图时空特征的形成是由于各用户在不同时间、不同位置上进入了人力不可抗拒的雷暴区，

基站按步骤(7.2)所述的方法处理，

步骤(8):基站向所述服务器上传盲音数据组，等待服务器下达决策，

步骤(9):所述服务器在收到各基站上传的盲音数据组后，按GPS坐标划出网内所有基站边缘共同存在的盲音区便捷，并判别：

若：所述盲音区边界是连续的，除了个别小区外，只要多数基站的盲音区边界线超出了小区原有的六边形边界线，则通知视频源发射塔增加天线高度，或提升发射设备的发射功率等级，

若：盲音区便捷是不连续的，只有个别基站的盲音区边界超出了小区原有的六边形边界，则通知基站所服务的小区在地形上有特殊性，应增加天线高度，必要时提升基站发射塔的输出功率等级，

步骤(10):所述服务器在收到各基站上传卡顿数据组和花屏数据组后，判别：

步骤(10.1):若N个基站都出现了相同的卡村QoE视图时空特征，则判定：服务器控制器发射塔产生了设备故障，应检修，下传所述基站进行自检的指令，

步骤(10.2):若N个基站都出现花屏多径干扰QoE视图的使用特征，则提升发射塔的天线高度或提升发射功率等级，否则通知相应基站才去与服务器发射塔相同的措施。

附图说明

图1：本发明的主程序流程框图。

图2：卡顿类QoE视图时空特征成因分析示意图：

图2.a:设备故障类时间-速度曲线簇和视频时空特征映射图，

图2.a.1:全程黑屏，

图2.a.2:黑屏现象的时长均相等，但在T内间隔地显示，

图2.b:盘片缺损类时间-速度曲线簇和视频时空特征映射图，

图2.c:电磁屏蔽类时间-速度曲线簇和视频时空特征映射图。

图3：花屏类QoE视图时空特征成因分析示意图：

图3.a多径干扰类及固定干扰源类时间-速度曲线簇和视频时空特征映射图

图3.b移动干扰源类时间-速度曲线簇和视频时空特征映射图

图3.c雷暴天气类时间-速度曲线簇和视频时空特征映射图。

Claims (1)

1.移动通信网移动音视频服务用户QoE的提升方法，其特征在于，是一种在一个由骨干网服务器，以下简称服务器，至少一个基站及个用户的移动终端，以下简称各终端，共同组成的移动视频用户，以下简称用户，的网剧播放服务用户QoE提升系统，以下简称系统，以时空条件为外因，以用户QoE为结果，以QoE时空特征为切入点，采用“因果关系”整合→用户QoE类型聚类→对各类内用户QoE形成内因的聚类识别→服务器按不同的内因作综合决策来提升用户QoE的方法，依次按以下步骤实现：

步骤(1):系统初始化

步骤(1.1)：服务器初始化：

设定：基站总数N，各基站编号n，N＝{n₁,n₂,…,n,…,N}，基站n位于六边形小区的几何中心，用户QoE的测定时段T＝40分钟，为网剧播放时长，τ＝[t₀,T],t₀为网剧播放初始时刻，采样间隔Δt，基站n向服务器上传的数据分为：

卡顿数据组：[卡顿发生的时段，卡顿发生的次数]，还有基站编号n及其GPS坐标，下同，

花屏数据组：[花屏发生的时段，花屏发生的区域，用户终端的GPS坐标标识]，

盲音数据组：[六边形小区顶点的GPS坐标，实测的盲音区域GPS坐标]，

用户QoE类型至少包括卡顿、花屏及盲音，分别用字母A、B、C标记，

步骤(1.2)：基站n初始化：

设定：APP付费用户名单共S个用户，用数组表示为[用户姓名，性别，终端号，时段T内所在小区的编号]，

VIP用户名单，共R个用户，只要APP用户向基站反馈一次用户QoE，便自动加入VIP名单，R≤S,

VIP用户专用信道，以下简称VIP信道，

终端向基站反馈用户各类QoE的数据格式如下：

卡顿QoE数据组：[终端号，网剧播出时段T，卡顿发生的时段，卡顿发生的次数]，

花屏QoE数据组：[终端号，网剧播出时段T，每次花屏发生时段]，

盲音QoE数据组：[终端号，盲音区GPS坐标]，

步骤(1.3)：终端初始化

设置：GPS存储模块，设有终端GPS坐标输出端口，终端控制器控制信号输入端口，

速度传感器测到的终端运动速度存储模块，设有终端空时期控制信号输入端口及终端速度值输出端口，

终端控制器，设有基站控制命令输入端口，被提取的终端GPS坐标及速度的数据输出端口，

步骤(2):在测定时段T内，终端依次按一下步骤向所在基站发送用户QoE：

步骤(2.1)：在用户QoE产生后，终端向基站上传打开所述VIP信道的请求；

步骤(2.2)：基站在收到VIP信道打开请求并验证用户身份无误后，经VIP信道向终端下发终端GPS坐标，终端运动速度及相应的时间标记，

步骤(2.3)：终端按设定的采样间隔Δt向基站发送三类所述的用户QoE中的至少一类QoE，

步骤(2.4)：终端重复步骤(2.3)，知道t＝T为止，向基站发出关闭VIP信道的请求，

步骤(2.5)：基站关闭VIP信道，

步骤(3):在测定时段T结束后，基站控制器以采样时间内GPS坐标变化曲线，简称用户时间-速度曲线为“外因”，显示在基站控制器上的所述A、B两个类型的用户QoE视频图像，简称QoE图像为效果，按时间先后，整合成在时间T内得到的小区所有用户的“因果关系”序列集合，对每一条“因果关系”序列标记上用户编号及用户QoE类别，共计有R′条“因果关系”序列(在显示屏上展示为以左下角为原点，以时间为横轴，以速度为纵轴的用户时间-速度曲线簇，及相应的以显示屏高度为纵轴，以时间为横轴的QoE图像簇，以Δt为单位高度显示)，

步骤(4):对步骤(3)所述的N条包括A、B两个标记的“因果关系”序列集合，再按各自的所述标记聚类成R1个卡顿型“因果关系”序列和R2个花屏型“因果关系”序列，R1+R2＝R′，

步骤(5):基站控制器按显示在屏幕上的QoE视图特征聚类成R1个卡顿型“因果关系”序列和R2个花瓶型“因果关系”序列，

步骤(6)：把表征触发卡顿类各用户产生不同体验的QoE视图时空特征以大数据形式整合在同一个时间轴上，对其中至少三种QoE视图的时空特征成因进行聚类识别，并采取提升用户QoE的相应措施：

步骤(6.1)：QOE视图的时空特征为：

1，在测定时段T内，整合后对应各用户的QoE视图全程为黑屏，或

2，在测定时段T内，整合后对应各用户的QoE视图的黑屏时长均相等但在T内间隔地显示时，

QoE视图时空特征的成因为视频播放设备故障，且反复在时间上等间隔出现，属于设备故障，基站首先自检，必要时把卡顿数据组上传服务器并提出相应请求，

步骤(6.2)：把对应各用户的QoE视图大数据地整合到同一个时间轴上的时空特征为：

卡顿的时长相同且在时间上等周期的出现且在时长上等于盘片旋转一周所需的时间，则QoE视图时空特征的成因在与盘片上有一段光刻盲区，属于盘片制作缺陷，基站自行处理，并通过VIP信道向VIP用户下传有关盘片故障的消息，

步骤(6.3)：把对应各用户的QoE视图大数据地整合到一个时间轴上的其时空特征为：

QoE视图的黑屏时长、触发时刻及对应的终端GPS坐标均不相同，则：

QoE视图的时空特征成因在与，相应的各用户在不同GPS坐标位置，不同时刻进入了不同的电磁屏蔽区，属于信号区域电磁屏蔽，基站自行经VIP信道下传区域电磁屏蔽的消息给VIP用户，

步骤(7):把表征触发花屏类各用户产生不同体验的QoE视图时空特征的时间-速度曲线簇以大数据形式整合到同一个时空坐标系上，对其中至少四种QoE视图时空特征的成因进行聚类识别，才去提升用户QoE的相应措施：

步骤(7.1):QoE视图的时空特征为：

在所述的时间-速度曲线簇内，各条时间-速度曲线的时空起点、时空终点、运动方向及曲线长度各不相同，但位于时间-速度曲线簇边缘处的曲线至少有一端在同一时刻的不同GPS坐标位置上，或者在同一个GPS位置但在不同时刻上相互一次连接后能构成一个具有封闭边界线的花屏区域，

基于QoE视图时空特征的所述时间-速度曲线簇的成因在于，各用户进出所述花屏区域的时刻、GPS坐标位置及运动方向都不相同，各用户所能体验到的花屏现象往往局限于一个随机的时空片段，鲜有覆盖整个花屏区的，至多也只是从不同方向穿过而已，因而所述时间-速度曲线簇的成因在于用户进入了多径干扰区域，体验到了一段花屏QoE截图，

基站向所述服务区上传花屏数据组，必要时提出包括阿提升天线高度，增加额定发射功率或增设小基站在内至少一种请求，以提升用户QoE，

步骤(7.2):整合后的QoE视图时空特征为：

在不同的时间段内，位于同一个GPS坐标区内的不同用户体验到的一副各不相同的花屏截图，所述GPS坐标区是指所述不欧婷用户的时间-速度曲线簇的边界线，

所述QoE视图时空特征形成的原因在于在所述GPS坐标区内存在一个坐标位置固定的强干扰源，

基站不予处理，经所述VIP信道向用户下传相关消息，

步骤(7.3):整合后的QoE视图时空特征为：

在先后不同的时间段内，位于同一个GPS坐标区内的各用户共同体验到的同一副完整的花屏视图或截图，

所述QoE视图行程的原因在于有一个移动强干扰源在时空域中穿过了各所述用户所处的不同GPS坐标区，

基站按步骤(7.2)所述的方法处理，

步骤(7.4):整合后的QoE视图时空特征为：

时间段不同，GPS坐标位置不同，以及时间-速度曲线也不同的所有用户各自体验到了衣服波峰、波谷出现无规律可寻且落差大、范围大、波峰窄的花屏截图，真个花屏视图大小是时变的，幅值由小→大→小，覆盖区域也随之变化，

所述QoE视图时空特征的形成是由于各用户在不同时间、不同位置上进入了人力不可抗拒的雷暴区，基站按步骤(7.2)所述的方法处理，

步骤(8):基站向所述服务器上传盲音数据组，等待服务器下达决策，

步骤(9):所述服务器在收到各基站上传的盲音数据组后，按GPS坐标划出网内所有基站边缘共同存在的盲音区便捷，并判别：

若：所述盲音区边界是连续的，除了个别小区外，只要多数基站的盲音区边界线超出了小区原有的六边形边界线，则通知视频源发射塔增加天线高度，或提升发射设备的发射功率等级，

若：盲音区便捷是不连续的，只有个别基站的盲音区边界超出了小区原有的六边形边界，则通知基站所服务的小区在地形上有特殊性，应增加天线高度，必要时提升基站发射塔的输出功率等级，

步骤(10):所述服务器在收到各基站上传卡顿数据组和花屏数据组后，判别：

步骤(10.1):若N个基站都出现了相同的卡村QoE视图时空特征，则判定：服务器控制器发射塔产生了设备故障，应检修，下传所述基站进行自检的指令，

步骤(10.2):若N个基站都出现花屏多径干扰QoE视图的使用特征，则提升发射塔的天线高度或提升发射功率等级，否则通知相应基站才去与服务器发射塔相同的措施。