Klarere, hurtigere, glattere:Forbedring af onlinevideoafspilning på mobilnetværk

Hver enkelt af os kunne se en onlinevideo på et tidspunkt på en given dag. Vi kunne følge med i nyhederne lytte til en rapport, lære af en vejledningsvideo, at se sportshøjdepunkter eller se et tv-program.

Online videostreaming har haft en stor indflydelse på vores liv, ændre mange aspekter, herunder underholdning, uddannelse og markedsføring. YouTube alene er fuld af how-to-videoer, tutorials og foredrag, der er gavnlige for mennesker over hele verden.

Efterhånden som on-demand tv-streaming er steget i popularitet, mange forbrugere har opsagt deres kabel-tv-abonnementer til fordel for platforme som YouTube, Netflix og Vevo. Med sådanne abonnementer, brugere betaler mindre og kan se deres yndlingsfilm og tv-serier når som helst og hvor som helst.

Video på farten

På grund af fremskridt inden for mobile enheder såsom telefoner og tablets, og populariteten af ​​videostreaming, efterspørgslen efter streaming over mobilnetværk er steget eksponentielt i løbet af de sidste par år. Nylige trafikprognoserapporter har vist, at videotrafik udgjorde 60 procent af den samlede mobildatatrafik i 2016. I 2021 78 procent af verdens mobildatatrafik vil være video. Mere end halvdelen af ​​den globale online videovisning foregår nu over mobile enheder.

Denne eksplosive efterspørgsel efter videostreaming udgør en alvorlig udfordring for mobilnetværksoperatører, da stigningen i videotrafik overstiger fremskridtet på mobilnetværk. Nye teknikker til videotransmission og levering over mobilnetværk er nødvendige for at hjælpe med at betjene denne trafik.

Et andet problem er, at brugere forventer, at deres indhold indlæses med minimal forsinkelse for at begynde at afspille og minimum genbuffring under videoafspilningen. Downloadhastigheden, hvormed videoindholdet leveres til slutbrugeren, skal være høj nok til at holde brugerne tilfredse og ikke ødelægge deres seeroplevelse.

Tilfredsstillende seere

At opnå brugertilfredshed er blevet en bekymring for mobilnetværksoperatører. Dette bliver vigtigere i betragtning af, at tilgængelig videokvalitet forbedres. YouTube og Vimeo, for eksempel, har videoer tilgængelige i meget høj opløsningsformat, mens andre fås i meget lavere kvalitet. Videoer, der streames i høj kvalitet, er normalt store i størrelse og kræver højere downloadhastigheder end videoer i lavere kvalitet.

Online videovisning i sig selv er en kompleks proces, der involverer mange faktorer, der påvirker brugertilfredsheden. For eksempel, når en bruger anmoder om en video (f.eks. ved at trykke på en video på YouTube), de dele af videoen, der skal ses, cachelagres på brugerens enhed først. Sådanne cachelagrede videodele vil give en buffer, der forhindrer videoafbrydelse, fordi sådant indhold allerede er tilgængeligt på brugerens enhed. Som sådan, hvis en bruger sætter videoen midlertidigt på pause før dens afslutning, enheden har tid til at cache mere videoindhold og mindske risikoen for videoafbrydelse, som kan forbedre videostreamingoplevelsen.

Brugerens placering er også en vigtig faktor:hvis de er på kanten af ​​dækningsområdet, kvalitet kan forringes på grund af dårlige transmissionshastigheder og interferens. Ligeledes, indendørs datahastigheder kan påvirke videokvaliteten.

Det er ikke nyttigt at vurdere brugertilfredsheden ved hjælp af traditionelle mål som f.eks. downloadhastigheden. I stedet, Quality of Experience (QoE) giver en måde at måle brugernes tilfredshed på. QoE, den overordnede accept af tjenesten, som den opfattes af brugeren, er en bedre målestok, som når en bruger er utilfreds med streamingtjenesten, de skifter normalt til en anden tjenesteudbyder.

Store indholdsudbydere tabte 2,16 milliarder USD i 2012 på grund af lav QoE; indtægtstab på grund af dårlig QoE forventes at overstige 20 milliarder USD.

Forbedrede strømme

Vi har brug for nye teknikker, der tager højde for det komplekse, dynamisk og forsinkelsesfølsom karakter af streamingtrafik for at give slutbrugere god QoE. Vores forskerhold, i samarbejde med Ericsson Canada, udviklet nye teknikker til at forbedre QoE for brugere af videostreaming over mobilnetværk.

De udviklede teknikker, hvilket resulterede i seks forskellige patenter, anvende avancerede metoder, der blev introduceret af LTE Advanced mobilkommunikationsstandarden for at forbedre kommunikationen i 5G-netværk.

En af de teknologier, som vi fokuserer på og anvender i vores forskning, er enhed-til-enhed kommunikation (D2D). Med D2D kommunikation, mobile enheder i nærheden af ​​hinanden kan udveksle videoindhold i stedet for at hente indholdet fra en fjern server. Dette gør det muligt for mobile enheder, der har videoindhold cache lokalt, at dele sådant indhold med enheder i nærheden.

Vi udviklede forskellige kommunikationsprotokoller og algoritmer (de regler og politikker, der tillader to eller flere enheder at kommunikere), som tillader User Equipment (UE) — smartphones, tabletter, iPads, osv. — for at udveksle videoindhold. Base-Stations (BS) er de cellulære tårne, som disse protokoller kører, styrer interaktionen mellem UE'erne.

Vores forskellige undersøgelser af præstationsevaluering viste en betydelig reduktion af indledende forsinkelser, afvisninger og en forbedring af kvaliteten af ​​den streamede video. Dette forbedrede QoE for videostreamingtjenesten ved at fremskynde leveringen af ​​videoindhold til forespørgende brugere og undgå faktorer som genbuffering, der kunne påvirke QoE negativt.

Vores team og andre forskere inden for dette felt arbejder på at sikre, at en pålidelig videostreamingtjeneste altid vil være tilgængelig over mobilnetværk, på trods af den kontinuerlige stigning i efterspørgsel og mængden af ​​videotrafik.

Disse teknikker er meget vigtige, fordi de ikke kun forbedrer QoE under normale forhold, men kan også bruges til at reducere serviceomkostningerne (videoindhold opnået fra brugere i nærheden kan være gratis). Ud over, sådanne kommunikationsteknikker kan bruges til at forbedre dækningen af ​​det cellulære netværk og gøre videovisning mulig, når enhederne er langt væk fra basestationen (hvor det måske ellers ikke er muligt).

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.