【音视频第2天】RTC 系统音频弱网对抗技术发展与实践

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于 2023-03-28 17:49:23 首次发布

文章介绍了RTC系统中用于防止数据丢失和提高传输质量的FEC算法，包括XOR、Reed-Solomon和喷泉码。讨论了带内FEC和带外FEC的区别，以及冗余码率的概念。此外，提到了mediasoup使用的FlexFEC算法，以及在Opus编解码器中应用的PLC丢包补偿技术。

RTC 系统音频弱网对抗技术发展与实践
网易P229

1. RTC 系统中常用的 FEC 冗余算法包括： XOR、 Reed Solomon、喷泉码等介绍一下这几种算法？

在RTC（实时通信）中，为了防止网络拥塞或数据包丢失，FEC（前向纠错）是一种广泛使用的技术，它通过添加冗余数据来确保数据正确性。下面是一些常用的FEC冗余算法的介绍：

XOR（异或）：XOR的FEC算法利用两个数据包的异或和（XOR），作为冗余数据来补充传输，这个方法简单，计算速度较快，但有限的冗余信息不能有效地纠正过多的错误。

Reed-Solomon（里德-所罗门）：Reed-Solomon是最常用的FEC算法之一, 它会创建多个冗余数据块（也称为符号），这些符号可以有效地对丢失或损坏的数据包进行纠正，它被广泛应用于音频、视频、图像等需要高保真度的数据传输。

喷泉码：喷泉码也是一种有效的FEC算法，它生成无限的冗余数据，在数据被发送之前将其喂给随机数生成器，接收方可以使用任意数量的冗余数据及其生成的随机数来恢复任意多个数据包。喷泉码因其高效和快速的计算速度而逐渐流行。

这些FEC算法在实时通信系统中非常有用，它们可以防止重复传输、优化网络延迟，确保高质量的视频、音频等数据传输。

常见的FEC冗余算法包括Reed-Solomon码、Luby Transform码和Raptor码等，它们都采用不同的方式生成冗余数据，对数据包的保护效果和编解码复杂度也有所不同。

例如，Reed-Solomon码采用的是块编码方式，可以对一定大小的数据块进行编解码处理，生成一组冗余数据，可以在一定次数的数据包丢失或错误时，通过冗余数据进行恢复。而Luby Transform码和Raptor码采用的是流编码方式，可以实时生成冗余数据，并在适当的时间点对数据包进行修复。

Reed-Solomon码、Luby Transform码和Raptor码都是一类矩阵编码方式，但它们采用的是不同的编码方式：Reed-Solomon码采用的是块编码方式，Luby Transform码和Raptor码采用的是流编码方式。二者的区别在于编码数据的组织方式和冗余信息的添加方式。

块编码方式
块编码方式，是指将数据划分属于不同的块，并且将这些块视为整体进行编码。Reed-Solomon码采用的就是块编码方式，它把数据分为多个固定大小的块，然后对每个块进行独立的编码和修复。具体来说，每个块都会被分裂成多个相等大小的符号，对这些符号进行编码的时候，会添加一定数量的纠错码，并且在发送和接收端对丢失和损坏的符号进行修复。块编码方式的优点在于编码效率高，整个块可以进行并行计算，并且冗余信息可以直接嵌入到编码后的数据块中，无需额外传输。

流编码方式
流编码方式，是指将数据视为连续的流，并且在流中穿插着冗余信息。Luby Transform码和Raptor码采用的就是流编码方式，它们将数据分割成比较小的包，并且通过添加一定数量的冗余信息，将每个包转化为一系列的冗余包。这些冗余包与原始数据包可以混合在一起被传输，并在接收端被合并以恢复原始数据。流编码方式的优点在于编码效率高，对于丢失和损坏的数据包可以进行快速修复，并且可以根据需要调整冗余信息的数量。

总的来说，块编码方式适用于固定大小的数据块，可以提供高效的编码和修复方式。流编码方式则适用于可变大小的连续数据流，可以提供更高的效率和可靠性。两种编码方式都有其优缺点，需要根据具体的应用场景进行选择。