5G网络承载的超高清视频质量测试方法.docx

团体标准T/GZGQ XXXX-20245G网络承载的超高清视频质量测试方法Measure Method for Ultra High Definition Video Quality Carriedby 5G Network（征求意见稿）2024-XX-XX 发布2024-XX-XX 实施广州超高清视频产业促进会发布前言-4-5G网络承载的超高清视频质量测试方法 5 1. 范围-5 -2. 规范性引用文件-5-3. 术语和定义-5-3.1 AAA 服务器-5-3.2 时延 delay-5-3.3 带宽-6-3.4 4 丢包 Packet loss- 6 -3. 5 卡顿 Stuck- 6 -4. 6 吞吐量 Throughput- 6 -5. 略缩语-6-6. 指标要求-7-6.1 用户QoS指标测试-7-6.2 用户QOE指标测试-7-7. 测试条件-7-7.1 测试网络架构-7 -7.2 测试设备-8 -8. 测试方法-9-8.1 eMBB场景下超高清视频直播业务传输时延测试-9 -8.2 URLLC场景下视频业务传输时延测试-11 -8.3 7.3超高清视频业务业务吞吐量测试-12-8.4 5G超高清视频用户客观QoE测试-13 -8.5 5G超高清视频用户主观QoE评价-14 -随着5G技术与大视频业务的协同发展，受5G网络传输能力和速率的影响，当今的视 频内容生产和消费可以实现更高质量的传输和播放，在移动端随时随地浏览高分辨率、 高帧率HFR,高动态HDR品质视频，成为视频消费升级的主流方向，这使得未来传统视 频还有望逐步向超高清、沉浸式、交互式、VR/AR等空间视频演进。本标准主要针对超高清视频直播、超高清远程会议等超高清视频+5G典型应用， 参照ITU-T Rec. G. IOll WC 2544标准文件，结合超高清视频在5G网络承载下的实 际应用编制。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专 利的责任。本文件由广州超高清视频产业促进会归口。本文件起草单位：工业和信息化部电子第五研究所、中国移动通信集团广东有 限公司广州分公司、中国广电广州网络股份有限公司、广州柯维新数码科技有限公 司、中山大学、超讯通信股份有限公司等本文件主要起草人：。5G网络承载的超高清视频质测试方法1 .范围本文件规定了 5G网络承载的超高清视频质量测试方法。本文件适用于视频直播、视频会议等5G超高清视频典型eMBB、URLLC业务，其他超 高清视频应用可参考使用。本文件中的技术内容包括测试设置信息、设备配置要求、测试方法以及测试评价依 据。测试和测量的具体制造商信息未包含在本文件中，除非选择或使用替代设备可能会 对测试结果产生负面影响。2 .规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注 日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版 本(包括所有的修改单)适用于本文件。ITU-T Rec. G. IOll (06/2015) Reference guide to quality of experience(QoE)ITU T G. IOll建议书(06/2015)用户体验质量评估方法参考指南RFC 2544 Benchmarking Methodology for Network Interconnect Devices网络 互连设备的基准测试方法3 .术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1 AAA服务器指认证(Authentication)服务器、授权(AUthoriZatiOn)服务器和计费 (Accounting)服务器的统称，负责集中管理用户信息。3.2 2 时延 delay时延是指数据从网络的一端传送到另一端所需的时间，即通过网络设备或通过网络 并返回测试端口时处理和传播延迟的总和。3.3 带宽指在单位时间内从网络中的某一点到另一点所能通过的最高数据率，反映通讯线路 所能传送数据的能力。3 . 4 丢包 Packet loss指系统在一定的负载下，一个或多个数据数据包从源成功传输但从未在目标位置接 收到数据帧。4 . 5 卡顿 Stuck指由于丢包导致在视频播放过程中出现的停顿、不流畅的现象。5 . 6 吞吐量 ThrOUghPUt指DUT在不丢包的情况下，在单位时间内能够处理或传输的最大数据量，以比特率或 数据包速率来衡量，反映网络设备的处理能力和网络的负载能力。6 .略缩语下列术略缩语适用于本文件。eMBB 增强移动宽带(EnhanCed Mobile BroadBand)mMTC 大规模物联网(massive Machine Type of Communication)uRLLC 超高可靠超低时延通信(Ultra-Reliable Low Latency Communications)MCU 主控单元(MicroContro 11 er Unit)RU远端接入单元(Remote Unit)GW小基站网关(Gateway)NFV 网络功能虚拟化(NetWOrk Function Virtualization)SeGW 安全网关(SeCUre Web Gateway)HNMS小基站网管设备(HOme NodeB Network Management System)QoS 服务质量(Quality of Service)QoE 用户体验质量(QUality of Experience)SLA服务水平协议(Service Level Agreement)DMRS解调参考信号（DeMOdUIation Reference Signal）7 .指标要求7.1 用户QoS指标测试用户QoS反映用户使用网络服务时的客观评价，表1为用户Q。S参数要求。表1用户QOS指标测试要求指标测试要求描述网络架构5G分布式开放网络架构通信频段2.6GHz、3.5GHz、4. 9GHz> 毫米波频段天线配置2T2R射频指标满足3GPP 38. 104相关指标要求发射功率2. 6GHz和3. 5GHz频段支持2T2R、2*25OmW4. 9GHz频段支持2T2R、2*50OmW毫米波频段支持有源天线系统EIPR不小于40dBm应用场景类型视频直播、视频会议业务类型典型eMBB业务、典型URLLC业务时延指标2.6GHz、3. 5GHZ 以及4. 9GHZ频段下：对典型eMBB业务，用户面时延（单向）不高于4ms对典型URLLC业务，用户面时延（单向）不高于Ims、控制面时延不高 于 IOmS系统吞吐率指标不低于2Gbps7.2 用户QoE指标测试用户Q。E反映用户观看视频体验，表2为各业务场景下用户QOE指标要求。表2用户QoE指标要求指标类型指标名称指标要求值用户客观QC）E指标视频直播初始时延播放时长的2%视频整体卡顿率播放时长的5%视频会议视频整体卡顿率会议时长的5%音画分离次数< 5次用户主观QoE指标用户主观反馈平均评分 4. 75 （满分5分）8 .测试条件8.1 测试网络架构基于PC802芯片的5G开放网络架构系统，其前传、射频模块高度集成在RAP远端模块盒 中，满足分布式室内架构的需求，同时支持多模、多业务的需求。图1 5G小基站系统架构其中，1、5G小基站需支持eMBB、uRLLC> InMTC三种业务的敏捷切片技术，可覆盖2. 6GHz、3. 5GHz, 4. 9GHZ三个通用5G频段及毫米波频段；2、分布式数字化小基站应包括三部分：MCU、ECU （可选单元，本测试中未作考虑）、RU；3、硬件平台应支持NFV,可根据用户需求自由网络分片，对CU、DU等模块进行分片和重组。系统架构的网络侧设备需具备：GW,包括信令和媒体网关；SeGW； AAA服务器；4、HS;路由器及其他辅助连接设备等，充分支持小基站数字化室内分布式布设。8.2 测试设备所需测试设备如表2所示。表3测试设备列表序号设备名称设备数量15G CPE125G分布式基站DU135G分布式基站CU145G室内AAU155G核心网164K/60超低延时视觉无损发送器274K/60超低延时视觉无损接收器28毫米波发射天线Sivers19毫米波上下变频器TMYTEK UDBOX110UBX射频子板1114K超高清显示屏412频谱仪113合路器314全千兆云管理POE交换机115USRP216光交换机29 .测试方法QoS监测包含：典型e 场景下超高清视频业务传输功能测试、典型URLLC场景下数据 业务传输时延测试和视频业务吞吐量测试。Q。E保障与测试评估针对直播与会议应用领域，主要包含：超高清视频直播质量测试、超 高清视频会议质量测试。9.1 eMBB场景下超高清视频直播业务传输时延测试9.1.1 概述对于超高清视频直播业务等典型eMBB场景下用户面传输时延，采用对比视频帧行号差别 的方法来计算。在发射端通过压缩并发送超高清直播码流，接收端核心网侧接收并解压，并于 接收端4K超高清显示器2中显示接收到的视频。9.1.2 测试框架图2视频直播业务传输时延测试框图9.1.3 测试方法采用对比视频帧行号差别的方法来计算典型eMBB场景下用尸面传输时延。(1)参照图2连接测试链路，并给设备加电；(2)配置各设备IP地址，配置示例见表4；表4 IP地址配置示例设备名称IP地址5G CPE192. 168. 1. 99/24接收端上位机192. 168. 1. 44发送端上位机电脑172. 20. 0. 44分布式基站-MCU172. 20. O. IlO5G核心网172. 20. 0. 180(3)配置5G室内AAU输出信号频段(如：3.5GHz),并通过频谱仪观测并拍照记录信 号发射频谱，论证系统所发射信号满足eMBB场景要求；(4)通过CPE网管系统配置CPE,同时在核心网处通过指令usocat UDP4-LISTEB: 10002, reuseaddr, fork UDP4:20. 0. x.x:10002设置下行报文转发规则，其中“20.0.X.X”为核心 网为5G CPE分配的IP地址；(5)建立通信链路后，在发送端上位机打开Windows PowerShell,在指令行处输入 uffplay. exe -video_size 3840x2160 -framerate 60 -i xxx. yuv”，播放带有视频帧号的 超高清测试视频；2222222222222222222233333333333333333333OoooooooooooooooooooOooooooooooooooooooo图3带有帧号的超高清测试视频(示例)2222222222222222222233333333333333333333OoooooooooooooooooooOoooooooo