IPTV中增强的QoE技术分析与研究

杜亚化

摘 要： IPTV是一种依托于互联网技术的多媒体网络服务平台。对于IPTV的用户而言，视觉感受、信号稳定和频道响应三方面甚为关注。若IPTV运营方不能在这三方面上位用户提供优质服务，用户流失也将在所难免。为有效保证用户的良好体验效果，笔者分析其中主要的影响因素，并指出与之对应的解决途径，以此为IPTV运营方克服用户流失风险夯实业务基础。下文，则针对IPTV中增强的QoE技术予以分析，通过应用QoE增强技术为广大IPTV用户提供优质的服务。

关键词： IPTV服务；QoE；技术分析

近年，IPTV技术发展飞快，以MRG研究结果来看，全球的IPTV用户数量在2014年底将突破1.02亿，IPTV市场创造的利润也将超过460亿美元。而我国将迎合三网融合的契机，各网络运营商对推进IPTV服务纷纷跃跃欲试。然而，不能只看光鲜的一面，IPTV服务突显的问题也十分尖锐。诸如，IPTV数据包延迟、丢包等问题终将不可避免地对IPTV媒体质量造成不良影响，用户无法从IPTV中体验优质服务，久而久之，用户可能弃之而去。因此，IPTV中应用增强的QoE技术是十分必要的。

1 影响IPTV用户体验感的主要因素

IPTV服务平台必然是以多媒体方式为广大用户提供服务，较为常见的有Multicast视频直播（组播）形式和Unicast点播（单播）形式两种，二者均属于流媒体业务范畴。但是，Multicast视频直播（组播）和Unicast点播（单播）在为IPTV用户提供视频服务过程中对实时性和时延敏感度的要求截然不同。究其原因，Multicast视频直播（组播）是一种单向的流媒体传递。实际上，为缓解网络信号传送的压力，平台直播视频信号以多播发送的方式为主，这样会导致直播频道的切换过程时间更长，较之于普通电视显然要慢得多。据研究统计，视频直播和点播的误包率与丢包率约为10-6，而丢包和误包对IPTV服务的影响甚为敏感，细节问题可能导致用户体验不佳。因此，IPTV服务平台的业务保障功能要做到细致入微。

2 IPTV中增强的QoE技术分析与研究

为规避IPTV服务平台中互联网的不良影响和保证IPTV用户的最佳服务体验，应用增强的QoE技术势在必行。应用增强的QoE技术是将影响IPTV用户服务体验作为出发点的，主要解决IPTV用户体验高峰期对宽带拥塞（互联网宽带冲击压力过大）、频道切换延时和信号丢包等问题，避免直播画面和点播画面出现马赛克或卡顿、停滞等情况。

2.1 解决宽带的拥塞问题

IPTV运营方在布置具体业务方面不得不充分考虑投资成本的情况，并不根据宽带需求实现规划，它仅以普遍情况作为规划前提来部署业务从而为IPTV用户提供平台服务。当然，IPTV用户的梳理是浮动变化的，某些时段是用户体验高峰期，其VOD并发率自然水涨船高，对互联网宽带的承载要求必然更为苛刻。除此以外，HD用户的比例增大的同时，IPTV用户对互联网宽带需求有可能直接突破现有网络的承载范围，由此引发宽带拥塞问题将导致IPTV用户的服务体验不佳。

呼叫准入系统（简称CAC）是解决IPTV平台宽带拥塞问题的针对性方案，它可按照网络资源来确认潜在的宽带拥塞位置能否继续运行，若网络资源无法匹配实际需求，互联网将自动阻截外部的接入请求，可保证当前拥有自由可以达到实际的需求。另外，因IPTV平台网络基础的拓扑类型很多，其业务单元往往处于一种较为复杂的网络环境中，而应用增强的QoE技术是专门为降低承载网络环境复杂性的途径，它可以简化业务层的逻辑交换单元交互过程，即完成呼叫准入控制过程。

IPTV应用请求开启新VOD对话，其应用的请求对象为统一网络资源管理（为标准化系统）。统一网络资源管理接受请求指令还需依托于承载网络，按照当前的互联网宽带参数和QoS参数在传送层完成网络资源的标准分配，之后便完全接受对话请求指令，而传送层则根据统一网络资源管理对策来确保此次对话的宽带畅通、稳定。统一玩两个资源管理应用了通用策略模型与拓扑管理机制，可使用多类网络构架和技术平台，也是IPTV服务平台展开业务的接触点，它可以规避诸多网络细节。实际上，它对拓扑与用户双方面感知也具有积极作用，为每一组对话直接提供途径，确保整个平台的资源利用最大化。同时，统一网络资源管理又可以动态感知到IPTV用户的注册过程，可自动标示IP和物理网络资源映射。统一网络资源管理复合ETSI/TISPAN标准，其标准被定义于多组业务网络，若干个应用可以共同联系互联网宽带，因而使得信号传送业务的管控过程完全与应用分离，逻辑关系更为简化，完全以分层化的方式进行。利用标准接口可实现统一网络资源管理与多种业务的组件和互联网络的交互过程。

2.3 缩短频道的切换时间

IPTV用户对于频道切换的便捷性要求很高，频道切换的响应时间是每一位IPTV用户体验效果的直接反映。通常，IPTV用户对直播频道的切换时间期望值为2秒，而VOD切换时间的期望值则为10秒。与普通电视网相比，切换过程更为便捷。因此，IPTV用户在为广大用户提供视频播放服務方面要尽量做到时延最小，更便捷的频道切换才能在行业竞争中脱颖而出。

对IPTV平台视频播放频道切换时间影响的条件很多，如传送宽带的性能和交换装置的功率、指令交互引起时延等，以上因素均对视频播放频道切换时间具有决定性影响。IPVT平台对机顶盒的要求是可以完成内部的切换指令处置、媒体流缓存和解码压缩，但以上要求的实现都会对频道切换时间造成影响，而宽带指令时延的成因在于组播协议的自身机制。因此，我们需要引入快速频道切换技术。

IPTV平台的FCC服务装置的接收终端可接收多播流，缓存时间约1秒至5秒。若IPTV用户切换频道，机顶盒将重新增入一个多播组并发送一条请求指令给FCC服务装置。带FCC服务装置接收终端收到请求指令便即时传送新频道信号至机顶盒，而机顶盒同步将切换频道的IP数据包转存给缓存装置。以上过程可以将IPTV用户切换频道时间压缩到1秒以内。

2.4 解决传送丢包的问题

互联网宽带接入IPTV平台是为了实现用户与平台之间的联系，联入形式包括FTTH、FTTB+LAN、ADSL、HFC/Cable Modern、WLAN（无线接入）等。ADSL接入的丢包率大于10-4，IPTV应用QoS则无法通过ADSL接入来组建。

增强的QoE可利用FEC与包重传送二者联合的方式来克服ADSL接入丢包率过大的问题。总体设计思路如下：

（1）IPTV头端应用FEC编解码装置完成媒体直流的编码并产生FEC数据包。FEC数据包和初始的直播媒体流数据包予以封存，并形成两股媒体流同步发送至接收终端。

（2）机顶盒端出现直播媒体流丢包的问题，可利用已接收的FEC数据包和直播媒体流数据包完成初始数据的恢复。

根据以上思路可以恢复九成以上的丢包数据，剩余丢包数据则通过包重传送的方式予以取回。

3 结束语

服务行业竞争日益激烈，传统服务形式已经完全落后于新兴服务。IPTV技术的发展将推动服务行业竞争更趋于白热化。本文分析与研究IPTV中增强的QoE技术旨在通过技术交流促进产品研发，真正为每一位IPTV用户提升体验感。■

参考文献

[1] 高勇，刘国辉.IPTV中增强的QoE技术分析与研究[J].电视技术，2014，38（03）：86-88.

[2] 孙亚兵.基于数据挖掘的IPTV业务QoE分析技术研究[D].电子科技大学，2016.

[3] 陈鹏.基于数据挖掘的移动终端业务数据分析与处理研究[J].北京邮电大学，2015.