Nghiên cứu chất lượng trải nghiệm cho mạng IPTV

Nghiên cứu QoE cho mạng IPTV  Luận văn thạc sĩ MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ 4  DANH MỤC BẢNG BIỂU 5  CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 6  LỜI MỞ ĐẦU 9  CHƯƠNG I GIỚI THIỆU VỀ IPTV VÀ CÁC DỊCH VỤ ỨNG DỤNG 1.1 Tổng quan phát triển truyền hình Internet .10  1.2 Sơ lược IPTV 11  1.3 Khái niệm IPTV 12  1.3.1 Mạng nội dung 13  1.3.2 Mạng truyền tải .14  1.3.3 Mạng gia đình 15  1.3.4 Bộ phận quản lý 15  1.4 Phương thức truyền liệu IPTV 16  1.4.1 Multicast 16  1.4.2 Unicast 17  1.5 Phân loại dịch vụ IPTV 17  1.6 Ưu điểm nhược điểm IPTV .19  1.6.1 Ưu điểm IPTV 19  1.6.2 Nhược điểm IPTV 20  1.7 Kết luận chương .21  CHƯƠNG II CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG MẠNG IPTV (QoS) 2.1 Tổng quan chất lượng dịch vụ - QoS (Quality of Service) 22  2.1.1 Khái niệm QoS 22  2.1.2 Các tham số QoS .23  2.1.3 QoS mạng IP 25  2.2 Giải pháp QoS cho dịch vụ IPTV 29  2.2.1 Các biện pháp đảm bảo QoS IPTV Head-end .29  Phan Đình Mạnh    1  Nghiên cứu QoE cho mạng IPTV  Luận văn thạc sĩ 2.2.2 Các biện pháp đảm bảo QoS mạng quản lý 30  2.2.3 Các biện pháp đảm bảo QoS Home network .30  2.2.4 Các biện pháp đảm bảo QoS mạng truyền dẫn 31  2.3 Kết luận chương .34  CHƯƠNG III GIẢI PHÁP TRIỂN KHAI IPTV TRÊN IMS VÀ TRIỂN KHAI IPTV CỦA DIGICOM-VTC 3.1 Giải pháp triển khai IPTV IMS .37  3.1.1 Tổng quan IMS .37  3.1.2 Kiến trúc IPTV IMS 47  3.2 Giải pháp triển khai IPTV Digicom-VTC .52  3.2.1 Giải pháp cung cấp IPTV Digicom-VTC 53  3.2.2 Hệ thống Middleware 53  3.2.3 Hệ thống truy nhập có điều kiện (CA) 54  3.2.4 Hệ thống Video theo yêu cầu (VoD) 54  3.2.5 Hệ thống quản lý thuê bao tính cước 54  3.2.6 Hỗ trợ multicast QoS 55  3.2.7 Đảm bảo QoS cho phần lưu lượng IPTV: .55  3.3.  Kết luận chương 56  CHƯƠNG IV QoE TRONG IPTV 4.1.Tổng quan QoE 57  4.1.1 Khái niệm QoE (Quanlity of Experiance) .57  4.1.2 Liên quan QoS QoE 58  4.1.3 Cấu trúc yếu tố ảnh hưởng QoE 60  4.1.4 QoE khách quan QoE chủ quan 62  4.2 QoE cho dịch vụ IPTV 65  4.2.1 Các yếu tố QoE cho IPTV 65  4.2.2 Làm để đảm bảo IPTV QoE .66  4.2.3 Thách thức yếu tố IPTV QoE 67  Phan Đình Mạnh        2  Nghiên cứu QoE cho mạng IPTV  Luận văn thạc sĩ 4.2.4 Đo đạc IPTV QoE 71  4.3 Kết luận chương 79  CHƯƠNG V PHÂN TÍCH MỐI QUAN HỆ GIỮA QOS VÀ QOE 5.1.  Mô hình testbed IPTV IMS 81  5.2.  Tương quan MOS tham số QoS .81  5.2.1.  Tương quan MOS PLR .83  5.2.2.  Tương quan MOS Jitter 83  5.2.3.  Tương quan MOS Delay 84  5.3.  Phân tích mối quan hệ QoE tham số QoS 85  5.4.  Kết luận chương 89 KẾT LUẬN 90  TÀI LIỆU THAM KHẢO 91  Phan Đình Mạnh        3  Luận văn thạc sĩ Nghiên cứu QoE cho mạng IPTV  DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sơ đồ khối đơn giản hệ thống IPTV 13 Hình 1.2 Màn hình xem IPTV 16 Hình 2.1 Mô hình nhóm QoS dịch vụ .25 Hình 2.2 Mô hình tham chiếu QoS NI – NI (ITU-T Y.1514) 25 Hình 2.3 Băng thông mạng truyền dẫn 31 Hình 2.4 Các loại trễ .32 Hình 2.5 Mất gói tràn đệm hàng đợi 33 Hình 3.1 Tổng quan kiến trúc IMS 38 Hình 3.2 Giao tiếp PSTN/CS gateway mạng CS 43 Hình 3.3 P-CSCF đặt mạng khách .45 Hình 3.4 P-CSCF đặt mạng chủ 46 Hình 3.5 Các khối IMS 48 Hình 3.6 Kiến trúc chức dịch vụ IPTV dựa IMS 49 Hình 3.7 Mô hình IPTV dựa IMS 51 Hình 3.8 Cung cấp IPTV Digicom-VTC 53 Hình 4.1 Đánh giá theo hệ thị giác chủ quan NSD 60 Hình 4.2 Cấu trúc QoE 61 Hình 4.3 Các yếu tố kỹ thuật IPTV QoE 65 Hình 4.4 Mô hình triển khai tham chiếu không đầy đủ 74 Hình 4.5 Mô hình MPQM đánh giá QoE IPTV 77 Hình 4.6 Mô hình MPQM mức tổng quan 77 Hình 5.1 Mô hình hệ thống testbed IPTV IMS 81 Hình 5.2 Theo chiều từ xuống dưới, MOS giảm từ xuống 82 Hình 5.3 Mối quan hệ MOS PLR qua khảo sát testbed IMS .83 Hình 5.4 Mối quan hệ MOS Jitter qua khảo sát testbed IMS 84 Hình 5.5 Mối quan hệ MOS Delay qua khảo sát testbed IMS .85 Hình 5.6 Phần mềm SPSS – Linear Regression .87 Phan Đình Mạnh        4  Luận văn thạc sĩ Nghiên cứu QoE cho mạng IPTV  DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Ví dụ dịch vụ IPTV 18 Bảng 2.1 Lớp dịch vụ theo đề xuất ETSI 27 Bảng 2.2 Phân lớp dịch vụ theo ITU-T Y.1541 28 Bảng 2.3 Lớp QoS giá trị NP mạng IP (ITU-T Y.1541) 28 Bảng 3.1 Giá trị DSCP 802.1P đánh dấu cho loại lưu lượng .56 Bảng 4.1 Ví dụ thông số QoE .62 Bảng 4.2 Ví dụ đo đạc khách quan hiệu suất sử dụng 63 Bảng 4.3 Ví dụ đo đạc chủ quan hiệu suất sử dụng .64 Bảng 4.4 Định nghĩa thang điểm MOS .75 Bảng 5.1 Kết khảo sát MOS PLR qua khảo sát testbed IMS 82 Bảng 5.2 Kết khảo sát MOS Jitter qua khảo sát testbed IMS 82 Bảng 5.3 Kết khảo sát MOS Delay qua khảo sát testbed IMS .83 Bảng 5.4 Dữ liệu qua qua khảo sát testbed IMS .85 Bảng 5.5 Các thông số QoS 86 Bảng 5.6 Đánh giá phù hợp mô hình mẫu .87 Bảng 5.7 Đánh giá phù hợp mô hình hồi quy 87 Bảng 5.8 Đánh giá ý nghĩa hệ số hồi quy 87 Phan Đình Mạnh        5  Nghiên cứu QoE cho mạng IPTV  Luận văn thạc sĩ CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT STT Viết tắt 3G Third Genegation Mạng di động hệ thứ ba AQM Active Queue Management Quản lý hàng đợi tích cực ASP Application Service Provider Ứng dụng dịch vụ khách hàng BE Best Effort Nỗ lực tối đa CAC Call Control Adminssion Điều khiển quản lý gọi CBT Core Based Trees Giao thức lõi CBWFQ Class Base Weighted Fair Queuing Hàng đợi cân trọng số CPU Central Proccesing Unit Khối xử lý trung tâm CQ Custom Queuing Hàng đợi tự chọn 10 CRC Cyclic Redundancy Check Mã vòng 11 CRM Customer Relationship Managerment Quản lý quan hệ người dùng 12 DF Delay Factor Yếu tố trễ 13 DiffServ Difference Services Phân biệt dịch vụ 14 DSCP Difference Services Code Point Mã điểm phân biệt dịch vụ 15 DSL Digital Subcriber Line Đường dây thuê bao số 16 DVB-T Digital Video Broadcast - Terrestrial Quảng bá video số mặt đất 17 DVMRP Distance Vector Multicast Routing Protocol Giao thức multicast vecto khoảng cách 18 EPG Electronic Program Guide Giao diện hướng dẫn người dùng điện tử 19 ETSI European Telecommunications Standards Institute Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu 20 FEC Forward Error Correction Mã sửa lỗi chuyển tiếp 21 HDTV High Definition Television Định dạng truyền hình chất lượng cao 22 HTTP Hybertext Transfer Protocol Giao thức truyền tải siêu văn 23 IEEE Institute of Electrical and Electronic Engineers Viện kỹ sư điện điện tử 24 IGMP Internet Group Management Protocol Giao thức quản lý nhóm internet Phan Đình Mạnh Tên đầy đủ Nghĩa tiếng Việt        6  Nghiên cứu QoE cho mạng IPTV  Luận văn thạc sĩ 25 IP Internet Protocol Giao thức Internet 26 IPDV IP Packet Delay Variation Biến động trễ gói tin IP 27 IPER IP Packet Error Ratio Tỉ lệ lỗi gói tin IP 28 IPLR IP Packet Loss Ratio Tỉ lệ gói tin IP 29 IPRR IP Packet Reordering Ratio Tỷ lệ xếp lại gói tin 30 IPSLBR IP Packet Severely Loss Block Ratio Tỉ lệ tổn thất khối 31 IPTD IP Packet Time Delay Trễ lan truyền gói tin IP 32 IPTV Internet Protocol Television Truyền hình giao thức Internet 33 ITU-T International Telecommunication Union - Telecommunication Standardization Sector tiêu chuẩn ngành viễn thông thuộc Tổ chức viễn thông quốc tế 34 LLQ Low Loss Queue Hàng đợi tổn thất thấp 35 MAN-E Metro Access Network – Ethenet Mạng đô thị Ethenet 36 MBGP Multiprotocol BGP Extenssion for IP Multicast Giao thức cổng mở rộng 37 MDI Media Delivery Index Chỉ số truyền thông 38 MLR Media Loss Rate tỉ lệ tổn thất truyền thông 39 MMS Multimedia Messageing Service Dịch vụ tin nhắn đa phương tiện 40 MOS Mean Opinion Score Điểm trung bình chất lượng 41 MPEG Moving Picture Experts Group Nhóm chuyên gia hình ảnh động 42 MPLS Multi-Protocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức 43 MPQM Moving Pictures Quality Metric Mô hình chất lượng hình ảnh động 44 MSDP Multicast Source Discovery Protocol Giao thức multcast tìm kiếm nguồn 45 NGN Next Generation Network Mạng hệ sau 46 NP Network Performance Hiệu mạng 47 NS Network Section Phân đoạn mạng 48 PES Packetized Element Stream Packet Gói đánh dấu thời gian 49 PKI Public Key Infrastructure Cơ sở hạ tầng khóa công cộng 50 PIM Protocol Independent Multicast Giao thức multicast độc lập Phan Đình Mạnh        7  Nghiên cứu QoE cho mạng IPTV  Luận văn thạc sĩ 51 PQ Priority Queuing Hàng đợi ưu tiên 52 PVR Personal Video Recorder Bộ lưu trữ video cá nhân 53 QoE Quality of Experience Chất lượng trải nghiệm 54 QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ 55 RB Round Robin Vòng Robin 56 RED Random Early Detection Loại bỏ gói ngẫu nhiên 57 RFC Request For Comments Yêu cầu bình luận 58 RSVP Resource Reservation Protocol Giao thức giành trước tài nguyên 59 RTCP Real time Transport Control Protocol Giao thức điều khiển truyền vận thời gian thực 60 RTP Real time Transport Protocol Giao thức truyền vận thời gian thực 61 SIP Session Initiation Protocol Giao thức khởi đầu phiên 62 SDTV Standard Definition Television Truyền hình định dạng tiểu chuẩn 63 SMS Short Message Service Dịch vụ tin nhắn ngắn 64 STB Set-Top-Box Hộp giải mã 65 ToS Type of Service Kiểu dịch vụ 66 TS Transport Stream Dòng truyền vận 67 TV Telvevision Truyền hình 68 UDP User Datagram Protocol Giao thức liệu người dùng 69 VDSL Very-high-speed DSL Đường dây thuê bao số tốc độ cao 70 VOD Video on Demand Video theo yêu cầu 71 VoIP Voice over IP Thoại IP 72 WFQ Weighted Fair Queuing Hàng đợi cân trọng số 73 WRED Weight Random Early Detection Loại bỏ gói sớm ngẫu nhiên theo trọng số WRED Phan Đình Mạnh        8  Nghiên cứu QoE cho mạng IPTV  Luận văn thạc sĩ LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, Internet băng rộng phát triển mạnh mẽ, tạo nên thay đổi mạnh mẽ lĩnh vực truyền hình Bên cạnh truyền hình tương tự, truyền hình số, truyền hình vệ tinh, truyền hình cáp, truyền hình internet, biết đến IPTV IPTV thường cung cấp với dịch vụ Video-on-Demand (VoD) cung cấp với dịch vụ Internet khác truy cập Web VoIP, gọi “Triple Play” cung cấp nhà khai thác dịch vụ băng rộng sử dụng chung hạ tầng mạng IPTV có hội lớn để phát triển nhanh chóng mà mạng băng rộng có mặt khắp nơi với phát triển yếu tố chất lượng dịch vụ QoS (Quality of Service) ý nhằm đảm bảo chất lượng dịch vụ mạng Tuy nhiên, bối cảnh IPTV ngày phổ biến thông dụng QoS không yếu tố mang tính định cạnh tranh chiếm lĩnh thị trường nhà viễn thông cung cấp dịch vụ Theo xu hướng đó, khái niệm chất lượng trải nghiệm QoE (Quality of Experience) quan tâm Hiểu cách nhất, chất lượng trải nghiệm QoE nhận xét chủ quan người sử dụng đánh giá dịch vụ họ sử dụng Do việc nghiên cứu ứng dụng QoE xem vấn đề cấp thiết nhằm giúp nhà viễn thông cung cấp dịch vụ IPTV cố thể đưa dịch vụ đến người sử dụng cách tốt Chính em nhóm nghiên cứu chọn đề tài: “Nghiên cứu chất lượng trải nghiệm cho mạng IPTV” Qua đây, em xin chân thành cảm ơn viện Điện tử Viễn thông, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội tạo điều kiện để em hoàn thành đề tài luận văn Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Trương Thu Hương, người tận tình hướng dẫn định hướng cho em suốt trình nghiên cứu đề tài Và em chân thành cảm ơn nhóm nghiên cứu hỗ trợ để em hoàn thành luận văn Bên cạnh ủng hộ hết lòng cha mẹ bạn bè giúp đỡ, động viên em tận tình suốt thời gian làm đề tài luận văn Phan Đình Mạnh        9  Nghiên cứu QoE cho mạng IPTV  Luận văn thạc sĩ CHƯƠNG I GIỚI THIỆU VỀ IPTV VÀ CÁC DỊCH VỤ ỨNG DỤNG 1.1 Tổng quan phát triển truyền hình Internet [21] http://www.tapchibcvt.gov.vn/ Truyền hình trải qua nhiều giai đoạn phát triển, truyền hình đen trắng, truyền hình màu, sau đến công nghệ truyền hình số việc chuyển đổi từ công nghệ truyền hình tương tự sang công nghệ truyền hình số bước tiến vượt bậc truyền hình Hiện truyền hình số phát triển mạnh mẽ tất lĩnh vực: truyền hình cáp, truyền hình số mặt đất DVB-T, truyền hình số qua vệ tinh DTH Khi Internet phát triển thành hệ thống có qui mô toàn cầu, trở nên phổ cập nhanh lĩnh vực Ngoài vấn đề cung cấp liệu dạng văn bản, ảnh đồ họa Internet hỗ trợ truyền dẫn audio video, sở dịch vụ Multimedia qui mô toàn cầu Với đời truyền hình kỹ thuật số, thành tựu lĩnh vực truyền dẫn Internet tốc độ cao - đặc biệt công nghệ đường thuê bao số không đối xứng ADSL (Assymmetric Digital Subscriber Line) sử dụng kỹ thuật truyền dẫn băng rộng Broadband cho phép nâng tốc độ tải kết nối Internet lên 500 Kbit/s, 2Mbit/s, 5Mbit/s cao – chuẩn nén MPEG -4 cho phép giảm bớt tốc độ truyền tải cần thiết truyền hình số từ – Mbit/s xuống 1.5 – Mbit/s tiền đề kỹ thuật tạo điều kiện cho hội tụ truyền hình Internet Truyền hình Internet – Internet TV cụm từ dùng để dịch vụ cung cấp chương trình truyền thời sự, văn nghệ, thể thao, phim truyện qua mạng Internet, “truyền hình trực tuyến (Online Television)” Hiện có hai phương thức xem chương trình truyền hình qua mạng Internet là: • Xem trực thời gian thực Real-time (còn gọi phương thức Download and Play) Việc xem trực tiếp cho phép khách hàng không cần tải Phan Đình Mạnh        10  Luận văn thạc sĩ Nghiên cứu QoE cho mạng IPTV  quan cảm nhận chất lượng video Nó đo đạc nhận thức ảnh hưởng video bị suy giảm bị làm mờ, hình ảnh giật, không tự nhiên, nhiễu, biến dạng khối biến dạng màu kết hợp chúng giá trị Các kết thử nghiệm cho thấy VQM có tương liên cao với đánh giá chất lượng video chủ quan thông qua ANSI tiêu chuẩn chất lượng video khách quan.VQM lấy video gốc video xử lý làm đầu vào tính toán sau: - Định cỡ: Bước định cỡ video lấy mẫu để chuẩn bị khai thác tính Nó dự đoán sửa chữa thay đổi không gian thời gian độ tương phản độ sáng chuỗi video xử lý với chuối video gốc - Rút đặc trưng chất lượng: Tại bước ta rút tập nét đặc trưng chất lượng mà đặc điểm nhận thức thay đổi theo không gian, thời gian đặc tính màu tiểu vùng không gian-thời gian luồng video hàm toán học - Tính toán tham số chất lượng: Bước tính toán tập tham số chất lượng miêu tả thay đổi nhận thức chất lượng video cách so sánh đặc tính chiết xuất từ video xử lý với đặc tính chiết xuất từ video gốc - Tính toán VQM: VQM tính toán cách kết hợp tuyến tính tham số tính toán từ bước trước VQM tính toán mô hình khác dựa tiêu chí tối ưu hóa định Các mô hình bao gồm (1) Truyền hình; (2) Hội nghị truyền hình; (3) Tổng; (4) Phát triển; (5) PSNR Mô hình truyền hình tối ưu hóa cụ thể cho suy giảm truyền hình Trong mô hình hội nghị truyền hình tối ưu hóa cụ thể cho suy giảm hội nghi truyền hình Mô hình phát triển tối ưu hóa sử dụng phạm vi chất lượng video rộng mô hình Tổng hạn chế tính toán nhanh Mô hình PSNR tính toán từ thông số PSNR Trong số thông số đánh giá QoE khách quan, thông số VQM tính toán phức tạp lại có mối tương quan với thông số chủ quan nhiều Vì luận văn này, em tập trung đánh giá thông số MOS Phan Đình Mạnh        78  Luận văn thạc sĩ Nghiên cứu QoE cho mạng IPTV  4.3 Kết luận chương Các nhà khai thác dịch vụ viễn thông IP cần phải đảm bảo QoE nhằm đưa lại hài lòng cho khách hàng nhằm phát triển dịch vụ Để đạt điều họ cần thiết lập triển khai phương pháp kiểm thử để đánh giá QoE dịch vụ họ cung cấp Mục tiêu cần hướng tới nhà khai thác dịch vụ viễn thông giới nghiên cứu đồng tảng liên quan đến QoE cộng đồng viễn thông có chuẩn hóa chung Phan Đình Mạnh        79  Nghiên cứu QoE cho mạng IPTV  Luận văn thạc sĩ CHƯƠNG V PHÂN TÍCH MỐI QUAN HỆ GIỮA QOS VÀ QOE Mục tiêu cuối QoS đưa tới “thoả mãn” cho người sử dụng dùng dịch vụ Mức độ thoả mãn người khác loại dịch vụ dịch vụ (chẳng hạn thoại dịch vụ IPTV) có yêu cầu khác để làm thoản mãn ngưởi sử dụng Do đó, cần định nghĩa nên tập tham số chung phép ánh xạ từ yêu cầu dịch vụ vào giao thức bên dưới, điều dẫn tới việc: dịch vụ khác có yêu cầu khác tham số QoS thân dịch vụ cho phép người sử dụng lựa chọn tham số chất lượng mà họ thích Mặc dù mang tính chủ quan người đánh giá, QoE nên lượng hóa đến mức độ định để sử dụng hữu ích cho mục đích khác đưa vào hợp đồng thống mức dịch vụ ký kết nhà cung cấp khách hàng Phương pháp để đánh giá mức độ hài lòng QoE mặt cần bao hàm yếu tố mang tính tâm lý chủ quan người sử dụng, mặt khác cần phải đưa kết sát thực tiễn tái dựng lại có nhu cầu Điều trước tiên đòi hỏi thấu hiểu nhu cầu mà người sử dụng có, nắm yếu tố nhân tố ảnh hưởng đến đánh giá chủ quan của người sử dụng cho loại hình dịch vụ mà họ sử dụng Qua phân tích đánh giá phần trước ta thấy QoE phụ thuộc nhiều vào tham số QoS hệ thống cảm giác người cần có chế tự đánh giá người dùng feedback lại nhà cung cấp Các nhà cung cấp dịch vụ cần tìm hàm liên hệ thông số QoS QoE để đánh giá tối ưu hệ thống Trong phần phân tích mối quan hệ QoS QoE người dùng tìm hàm ánh xạ QoE QoS để khuyến nghị tham số QoS cần thay đổi cho đạt yêu cầu QoE Phan Đình Mạnh 80 Luận văn thạc sĩ Nghiên cứu QoE cho mạng IPTV  5.1 Mô hình testbed IPTV IMS Hình 5.1 Mô hình hệ thống testbed IPTV IMS Các thành phần: • Open IMS core : Open IMS Core dự án mã nguồn mở viện FOKUS Đức bao gồm : + CallSession Control Functions (CSCFs) : Định tuyến yếu tố trung tâm cho tín hiệu IMS + Home Subscriber Server (HSS) nhiên dạng thu gọn gọi FhoSS : Quản lý hồ sơ người dùng liên kết qui tắc định tuyến • Appication Server – AS : thành phần SIP, thực chức tiếp nhận xử lý dịch vụ AS kết nối với S-CFCS thông qua giao tiếp SIP • Media streaming server : Lưu trữ thực truyền liệu media Ở ta dùng Darwin streaming server để lưu trữ truyền liệu video • IMS client : Được phát triển để chạy dịch vụ qua IMS core 5.2 Tương quan MOS tham số QoS [11] Trong thí nghiệm Testbed tính toán tương quan MOS tham số QoS, ta tập trung đánh giá phụ thuộc thông số QoE Phan Đình Mạnh 81 Luận văn thạc sĩ Nghiên cứu QoE cho mạng IPTV  MOS thông số QoS gồm Delay, Jitter, Packet Loss Rate (PLR) Vì vậy, ta phải thay đổi thông số QoS nói đo đạc thông số QoE để xét phụ thuộc thông số vào thông số QoS Để đo đạc đặc điểm MOS, nhóm người cho xem đoạn video truyền qua hệ thống mô IPTV tiến hành cho điểm theo thang điểm MOS theo cảm nhận cá nhân Để xét phụ thuộc thông số QoE vào thông số QoS ta dùng công cụ hồi quy phương pháp hồi quy bình phương nhỏ Excel để đưa hàm hồi quy biểu diễn mối quan hệ thông số QoE tham số QoS Thang điểm MOS theo cảm nhận người sử dụng: Hình 5.2 Theo chiều từ xuống dưới, MOS giảm từ xuống Phan Đình Mạnh 82 Nghiên cứu QoE cho mạng IPTV  Luận văn thạc sĩ 5.2.1 Tương quan MOS PLR Để khảo sát mối quan hệ MOS PLR ta cho Delay = 0ms, Jitter = 0ms, sau ta thay đổi PLR tăng dần tính điểm MOS ứng với giá trị PLR Kết thu được: Bảng 5.1 : Kết khảo sát MOS PLR qua khảo sát testbed IMS PLR(%) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.2 2.5 Q-MOS 5 4 3 3 2 2 Hình 5.3 Mối quan hệ MOS PLR qua khảo sát testbed IMS Đánh giá: PLR ≤ 0.2%, chất lượng dịch vụ đảm bảo Hàm tương quan theo số liệu thống kê: y = -0.007x4 - 0.215x3 + 1.796x2 - 4.263x + 5.099 y : MOS; x : PLR(%) 5.2.2 Tương quan MOS Jitter Với thí nghiệm này, ta cố định tham số Delay = 0ms, cho PLR = 0, thay đổi Jitter tăng dần tính toán MOS với giá trị Jitter Kết thu được: Bảng : Kết khảo sát MOS Jitter qua khảo sát testbed IMS Jitter(ms) Q-MOS Phan Đình Mạnh 50 100 150 200 300 400 450 500 550 600 5 4 3 2 83 Nghiên cứu QoE cho mạng IPTV  Luận văn thạc sĩ Hình 5.4 Mối quan hệ MOS Jitter qua khảo sát testbed IMS Đánh giá: Jitter ≤ 150ms , chất lượng dịch vụ đảm bảo Hàm tương quan theo số liệu thống kê: y = 1E-13x5 - 4E-10x4 + 3E-07x3 - 0.000x2 + 0.005x + 5.01 y: MOS; x : Jitter(ms) (y=5, ≤ x ≤ 150) 5.2.3 Tương quan MOS Delay Để khảo sát mối quan hệ MOS Delay ta cho PLR = 0, Jitter = 0ms, sau ta thay đổi PLR tăng dần tính điểm MOS ứng với giá trị PLR Bảng 5.3 : Kết khảo sát MOS Delay qua khảo sát testbed IMS Delay(ms) 100 200 300 400 500 600 700 800 1100 1200 Q-MOS Phan Đình Mạnh 5 4 3 2 84 Luận văn thạc sĩ Nghiên cứu QoE cho mạng IPTV  Hình 5.5 Mối quan hệ MOS Delay qua khảo sát testbed IMS Đánh giá: Delay ≤ 400ms , chất lượng dịch vụ đảm bảo Hàm tương quan theo số liệu thống kê: y = -4E-14x5 + 1E-10x4 - 8E-08x3 + 2E-05x2 - 0.001x + 5.003 y : MOS ; x : Delay(ms), (x ≥ 0) 5.3 Phân tích mối quan hệ QoE tham số QoS Việc phân tích mối liên hệ QoE tham số : Bit rate(Br), Delay(Dl), Jitter(Jt), Packet loss(Plr) dựa mô hình hồi quy tuyến tính đa biến - Phương trình liên hệ Qmos (Br,Dl,Jt,Plr) có dạng sau : Qmos = Constant + a.Br + b.Dl + c.Jt + d.Plr Constant : số a,b,c,d hệ số Các đơn vị tham số: Br(kbps), Dl(ms), Jt(ms), Plr(%) Việc tính toán đưa phương trình liên hệ : Sử dụng phần mềm SPSS (Statistical Package for the Social Sciences) [25] - Phần mềm dựa số liệu đo Qmos, Br, Dl, Jt, Plr để phân tích đưa hàm Cách thực : + Bộ liệu đo lưu file dataQoE.sav + Bảng liệu có dạng sau Phan Đình Mạnh 85 Nghiên cứu QoE cho mạng IPTV  Luận văn thạc sĩ Bảng 5.4 Dữ liệu qua qua khảo sát testbed IMS ID channel Br (kbps) Dl (ms) Jt (ms) Plr (%) Qmos ID channel Br (kbps) Dl (ms) Jt (ms) Plr (%) Qmos 768 500 0 37 768 500 100 2.5 2 768 400 50 38 768 500 2.5 768 400 100 39 768 500 500 2.5 768 200 150 40 768 500 450 2.5 768 200 250 41 768 500 768 200 300 42 64 500 500 768 500 500 43 64 400 0 768 500 450 44 64 400 400 768 300 300 45 64 200 200 10 768 300 550 46 64 700 0 11 768 300 600 47 64 800 0 12 768 300 0.5 48 64 500 13 768 150 50 0.5 49 64 500 2 14 768 500 100 0.5 50 64 300 100 15 768 500 400 0.5 51 64 300 150 16 768 500 350 0.5 52 64 300 200 17 768 500 250 0.5 53 64 300 120 18 768 500 200 0.5 54 64 150 120 19 768 500 55 64 500 450 1 20 768 500 100 56 64 500 400 21 768 500 300 57 64 500 300 22 768 500 500 1 58 64 500 200 23 768 500 450 59 64 500 100 24 768 500 350 60 64 500 100 2 25 768 500 1.5 61 64 500 200 26 768 500 50 1.5 62 64 500 100 27 768 500 200 1.5 63 64 500 200 28 768 500 300 1.5 64 64 500 100 29 768 500 2 65 64 500 150 30 768 500 200 66 64 500 150 2 31 768 500 150 67 64 500 150 32 768 500 150 2 68 64 500 33 768 500 200 2 69 64 500 34 768 500 250 2 70 64 0 35 768 500 300 71 64 0 36 768 500 2.5 72 64 0 Phan Đình Mạnh 86 Nghiên cứu QoE cho mạng IPTV  Luận văn thạc sĩ Từ Analyze > Regression > Linear : đưa biến qmos vào Dependent(biến phụ thuộc) Br, Jt, Plr đưa vào Independent(biến độc lập) Hình 5.6 Phần mềm SPSS – Linear Regression + Sau ấn OK ta bảng : Bảng 5.5 Các thông số QoS Variables Entered/Removedb Model Variables Variables Entered Removed Plr, Dl, Jt, Bra Method Enter a All requested variables entered b Dependent Variable: Qmos Phan Đình Mạnh 87 Nghiên cứu QoE cho mạng IPTV  Luận văn thạc sĩ Bảng 5.6 Đánh giá phù hợp mô hình mẫu Model Summary Model R R Square 815a Adjusted R Std Error of Square the Estimate 664 644 760 a Predictors: (Constant), Plr, Dl, Jt, Br Bảng 5.7 Đánh giá phù hợp mô hình hồi quy ANOVAb Sum of Model Squares df Mean Square Regression 75.389 18.847 Residual 38.076 66 577 113.465 70 Total F 32.669 Sig .000a a Predictors: (Constant), Plr, Dl, Jt, Br b Dependent Variable: Qmos Bảng 5.8 Đánh giá ý nghĩa hệ số hồi quy Coefficientsa Model Unstandardized Standardized Coefficients Coefficients B (Constant) Std Error 4.367 355 Br 001 000 Dl -.003 Jt Plr Beta t Sig 12.313 000 303 3.950 000 001 -.286 -3.986 000 -.002 001 -.311 -4.231 000 -.604 075 -.608 -8.025 000 a Dependent Variable: Qmos Phan Đình Mạnh 88 Nghiên cứu QoE cho mạng IPTV  Luận văn thạc sĩ Từ bảng ta suy hệ số phương trình : Constant = 4.367; a = 0.001; b = -0.003; c = -0.002; d = -0.604 Rút phương trình Qmos(Br,Dl,Jt,Plr) là: Qmos = 4.367 + 0.001Br – 0.003Dl – 0.002Jt – 0.604Plr Nhận xét: Dựa vào phương trình Qmos(Br,Dl,Jt,Plr) ta thấy mối liên hệ thông số Bit rate, Delay, Jitter, Packet loss tới Qmos Các thông số có ảnh hưởng khác tới giá trị Qmos đơn vị thông số khác khoảng tính toán di chuyển đoạn phù hợp với thông số Với hệ số a > chứng tỏ thông số Bit rate tỉ lệ thuận với Qmos, Bit rate cao thông số Qmos cao Đây điều dễ hiểu, với bit rate cao đồng nghĩa với hình ảnh sẻ có độ phân giải cao mượt mà nên người sử dụng đánh giá cao Với hệ số b,c,d < chứng tỏ thông số Delay, Jitter, Packet loss làm giảm chất lượng dịch vụ, gây nên khó chịu dành cho người sử dụng Với d = -0.604 tương ứng với Packet loss(có trị tuyệt đối lớn nhiều lần so với b,c tương ứng với thông số Delay, Jitter) Nhưng độ di chuyển thông số Packet loss từ 0% đến 5%, Delay Jitter độ di chuyển từ 0ms đến 800ms, điều làm cho giá trị Qmos không phụ thuộc vào thông số QoS mà chịu ảnh hưởng tất thông số 5.4 Kết luận chương Căn vào số liệu kết khảo sát testbed IPTV IMS, để đảm bảo chất lượng cho người xem, có trải nghiệm tốt thông số QoS cần phải đảm bảo thông số QoS mức độ định như: PLR (%) ≤ 0.2%; Jitter ≤ 150 ms; Delay ≤ 400ms Mặt khác dựa vào phương trình liên hệ Qmos(Br,Dl,Jt,Plr) ta thấy ảnh hưởng thông số QoS lên QoE khác Nhà cung cấp dịch vụ cần nâng cao thông số Bit rate giảm thiểu thông số Delay, Jitter, Packet loss để dịch vụ đến người sử dụng tốt Tuy nhiên, phương trình phụ thuộc vào số lượng người đánh giá để đưa thống kê đầy đủ gần Phan Đình Mạnh 89 Nghiên cứu QoE cho mạng IPTV  Luận văn thạc sĩ KẾT LUẬN Xét khía cạnh công nghệ, xu hướng công nghệ hội tụ nhiều công nghệ để đưa loại hình dịch vụ tổng hợp cho khách hàng, đồng thời tận dụng sở hạ tầng sẵn có để giảm thiểu chi phí đầu tư nâng cấp Dịch vụ IPTV sản phẩm hội tụ mà với thiết bị đầu cuối khách hàng sử dụng nhiều loại hình dịch vụ Nhằm thỏa mãn nhu cầu giải trí ngày cao người với yêu cầu ngày cao chất lượng dịch vụ, việc đánh giá chất lượng trải nghiệm(QoE) mạng IPTV ngày giữ vai trò quan trọng để đưa dịch vụ đến người sử dụng cách hoàn thiện Tuy nhiên, việc đánh giá QoE gặp nhiều khó khăn chưa có quy chuẩn mô hình để đánh giá QoE dịch vụ IPTV Bước đầu, chúng em xây dựng mô hình testbed IPTV IMS tương đối nhỏ gọn để phần đánh giả đầy đủ chất lượng trải nghiệm người sử dụng Để dịch vụ IPTV phát triển bùng nổ thời gian tới khái niệm QoE cần nhắc tới nhiều nữa, phải bổ sung thêm nhiều yếu tố channel zapping, công thức ánh xạ đầy đủ từ QoS sang QoE, vấn đề tính bảo mật, tin cậy Trong khuôn khổ luận văn này, em cố gắng đánh giá phụ thuộc tương quan thông số QoE thông số QoS Bit rate, PLR, Jitter, Delay Luận văn đưa thông số QoS để đảm bảo chất lượng dịch vụ cho người sử dụng Và thông số bám sát với thông số thực tế dịch vụ IPTV mà Digicom-VTC triển khai mà em đo đạc Tuy nhiên, đề tài mẻ, hạn chế tài liệu, thời gian kiến thức chuyên sâu nên đánh giá chưa thực đầy đủ Vì em mong quan tâm đóng góp ý kiến thầy cô bạn để nội dung luận văn hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Phan Đình Mạnh 90 Nghiên cứu QoE cho mạng IPTV  Luận văn thạc sĩ TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Anne Bodzinga (2008), “Interworking IPTV Services with IMS”, Lucent Tecnology [2] Bjørn Hestnes, Peter Brooks, Svein Heiestad , “QoE (Quality of Experience) – measuring QoE for improving the usage of telecommunication services” [3] David Soldani, Man Li and Renaud Cuny (2006), “QoS and QoE Management in UMTS Cellular Systems” John Wiley & Sons, Ltd ISBN: 0-470-01639-6 [4] Fernando Kuipers, RobertKooij , Danny De Vleeschauwer, Kjell Brunnström, “Techniques for Measuring Quality of Experience” [5] Gerard O’Driscoll (2008), “Next Generation IPTV Services and Technologies” First edition, John Wiley & Sons, Inc [6] Georg Mayer, Hisham Khartabil and Aki Niemi (2006), “The IMS IP Multimedia Concepts and Services”, Second Edition Miikka PoikselkäJohn Wiley &Sons [7] Gilbert Held (2007), “Understanding IPTV”, First edition, Auerbach Publications [8] ITU (11-18 December 2007), “Quality of Experience Requirements for IPTV Services”, 7thFG IPTV meeting: Qawra, St Paul’s Bay, Malta [9] Network performance objectives Recommendation Y.1541 (2006) for IP-based services - ITU-T [10] Jinyun Zhang, Yige Wang, Bo Rong (August 2009) “QoS/QoE Techniques for IPTV Transmissions”, TR2009-010 [11] Trương Thu Hương (Năm học 2010-2011), giảng “Chất lượng trải nghiệm cho mạng nội dung số IPTV” viện Điện tử - Viễn thông , ĐH Bách Khoa Hà Nội [12] K Kilkki (2007), “Next Generation Internet and Quality of Experience”, EuroFGI IA.7.6 Workshop on Socio-Economic Issues of NGI, Santander, Spain, [13] Kuan-Ta Chen, and Chi-Jui Chang, Academia Sinica Chen-Chi Wu, Yu-Chun Chang, and Chin-Laung Lei, National Taiwan University ,”Quadrant of Euphoria: A Crowdsourcing Platform for QoE Assessment” [14] Đỗ Thị Ngọc Mai (2011), “QoS cho dịch vụ IPTV”, khoa Viễn thông, học viện Công nghệ Bưu viễn thông [15] Markus Fiedler, Blekinge Institute of Technology Tobias Hossfeld Phuoc Tran-Gia, University of Würzburg, “A Generic Quantitative Relationship between Quality of Experience and Quality of Service” Phan Đình Mạnh 91 Luận văn thạc sĩ Nghiên cứu QoE cho mạng IPTV  [16] Mikocry, (2008) “IPTV Services over IMS: Architecture and Standardization”, IEEE Communications Magazine [17] Peter Brooks, Teolys, France Bjørn Hestnes,” User Measures of Quality of Experience: Why Being Objective and Quantitative Is Important”, Telenor Research & Innovation, Norway [18] Tran Trong Son, Bong-Kyun Lee, Young-Tak Kim , “Analysis of Transport Network QoS and QoE of IPTV Services”, Dept of Information and Communication Engineering, Graduate School, Yeungnam University [19] Yubing Wang, “Survey of Objective Video Quality Measurements”, EMC Corporation Hopkinton, MA 01748, USA [20] 2005”Ensure IPTV Quality of Experience White Paper”Agilent Technologies, Inc [21] http://www.tapchibcvt.gov.vn/ [22] http://www.openiptvforum.org/ [23] http://www.netup.tv/en-EN/index.php/ [24] http://wanem.sourceforge.net/ [25] http://www.ibm.com/software/analytics/spss/ Phan Đình Mạnh 92 ...        21  Nghiên cứu QoE cho mạng IPTV Luận văn thạc sĩ CHƯƠNG II: CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG MẠNG IPTV (QoS) Hiện nay, QoS (chất lượng dịch vụ) trở thành vấn đề quan tâm viễn thông, đặc biệt mạng. .. hợp cho dịch vụ, trước hết cần tìm hiểu yêu cầu chất lượng dịch vụ Để đảm bảo QoS cho IPTV cần phải dựa vào yêu cầu chất lượng dịch vụ Như nói trên, IPTV thời điểm tại, chất lượng IPTV chủ yếu chất. .. IPTV cố thể đưa dịch vụ đến người sử dụng cách tốt Chính em nhóm nghiên cứu chọn đề tài: Nghiên cứu chất lượng trải nghiệm cho mạng IPTV Qua đây, em xin chân thành cảm ơn viện Điện tử Viễn thông,