随着网络和多媒体技术的飞速发展，网络中的多媒体应用层出不穷，如视频会议、视频点播(VOD)、远程教育等多媒体业务。由于活动图像的数据量很大，在具体应用中，网络拓扑、网络带宽、路由技术以及传输数据包的实际分割方案等因素都会对网络传输性能造成影响，最终影响视频业务的服务质量。因此必须对网络中视频传输的QoS保障问题展开研究。
    在网络QoS保障问题的研究过程中，由于网络复杂性和经济条件的制约，网络仿真技术就扮演着非常重要的角色。网络仿真技术是一种通过建立网络设备和网络链路的统计模型，并模拟网络流量的传输，从而获取网络设计或优化所需要的网络性能数据的仿真技术。本文在分析EvalVid工具集的基础上，将基于NS一2网络仿真软件提出一种网络中视频QoS分析方法。

1 网络视频的QoS研究技术概述
    在仿真环境下，研究者通常会使用不同的尺度衡量其提出的传输策略对视频质量的影响，这些尺度包括分组丢失率、分组延时、帧丢失率和可解码帧率等。而这些尺度很多都是衡量网络性能的，不能完全反映视频的质量。在视频质量的评价方法中主要有主观质量评价和客观质量评价2种方法。主观质量评价是相对较为准确的图像质量评价方法，因为主观质量评价直接反映人眼的感觉。常用的指标是基于5级质量制或5级损伤制的平均意见分(MOS分)。视频图像质量的客观评价通过某些数学准则来衡量，常用的有峰一峰信噪比(PSNR)。它的定义如下：

其中，M和N是视频帧的宽度和高度的维数；x(i，j)和x’(i，j)是原始像素和重构像素在(i，j)点的亮度或色度值。虽然网络中视频QoS的研究技术层出不穷，但是研究者一直没能给出一种统一的体系结构用来对视频的质量从主观和客观上进行评价。为此Jirka Klaue在文献中给出了统一评价视频传输质量的框架和工具集——EvalVid。EvalVid具有模块化的结构，可以使用在所用的视频编码策略下，网络之间的交互作用通过trace文件实现，很容易在任何实验的环境下使用。Chih—Heng Ke等在文献中将EvalVid和NS2结合，给出一个视频流质量评估的新工具集Enhanced EvalVid。NS2和EvalVid的结合通过对NS代理的扩展实现的，设计出3个代理，即MyTrafficTrace，MyUDP和MyUDPSink，通过这3个代理就可以将真实的视频流放到仿真的环境中运行。在文献中Chih一Heng Ke等只考虑由于网络的拥塞等原因造成的丢包对视频质量的影响，而没有考虑网络的延时对视频质量，尤其是对实时视频传输质量的影响。为此本文提出一种基于NS的网络视频QoS分析方法，既考虑丢包，又考虑延时对视频质量的影响，实现对EnhancedEvalVid的补充。

2 基于NS的网络视频QoS分析方法
2．1 系统的基本构架
    本文提出的仿真系统结构如图1所示。编码器将YUV格式的视频源，按照配置文件的要求进行编码，产生视频压缩文件。再根据视频流的情况，产生网络流量的trace文件，并将trace文件通过网络模拟器。经过模拟产生trace结果，分析后得到延时记录和分组丢失记录。最后，利用这些记录产生有损伤的视频压缩文件，解码后可以进行质量的评价。