什么是FEC
Forward error correction.
基本思想就是， 在产生数据时（如VOIP中sender）, 同时产生一些冗余信息，在接收有效数据和冗余信息时（如VOIP中的receiver），利用接收到这些信息恢复出完整的有效数据。FEC就是产生上述冗余信息的一种方法。可见FEC既可以用来恢复部分丢失的有效信息，也可以用来检验数据的正确信。
FEC在VOIP中的位置
FEC flow
FEC的基础知识
- 异或：FEC中的运算符， 异或能进行简单的冗余数据计算和有效数据恢复。
- 有限域：空间换时间， 加速计算。
- 范德蒙特矩阵：可逆矩阵，恢复数据包的基础。
- RS编码：冗余数据编码。
有限域
伽罗华域， 数值是可列举的，有限的， 且对这些数值进行加减乘除后的结果也是落在这个域中。
举例：GF（2^0)
- 0 1 * 0 1
0 0 1 0 0 0
1 1 1 1 0 1
FEC GF(2^8) xor
范德蒙特矩阵
法国数学家 Alexandre-Théophile Vandermonde 在十八世纪提出了行列式的概念,
用来解决线性方程组问题, 其中一个关键是 Vandermonde 矩阵,
Vandermonde 矩阵具有如下的形式:
矩阵
推导公式
RS编码
编码
编码参数是(m + n) * n矩阵；上面是单位矩阵，实际编码时只需要复制相应D, 这里为方便理解；下面是范德蒙特矩阵
数据丢失
丢了D1，D4, C2
可逆矩阵g
-
参数矩阵可逆，色块代码的是范德蒙特矩阵取逆
解码
得到解码参数
FEC encoder&decoder流程
FECEncoder
FECDecoder
FEC count计算
| 静态1 | 静态2 | 动态 | 组合 |
|---|---|---|---|
| 随media count变化 | 1:1冗余 | 随网络状态改变 | 综合前三种 |
- 静态1：
- media count < 3 -- > fec = 0
- media count < 10 -- > fec = 1
- fec = 2
-
静态2：
fec count = media count -
动态
loss, rtt -> fec level -> fec count = (media count + fec level) / (100 - fec level) -
综合
- 网络较稳定，丢包很少， -- > 静态1
- 有一定的loss, 动态
- loss很大，rtt不是很大 -->静态2
扩展一 -- Flex FEC （交织模式）
交织模式
- FEC交织模式：
https://tools.ietf.org/html/draft-ietf-payload-flexible-fec-scheme-03
-
非交织模式: 恢复3个包， 总冗余包 3 * 4 = 12
-
交织模式:恢复3个包，总冗余包7
-
Disadvantage: 缓存变大，解码复杂度高
交织模式的两种实现方式
-
m x n
mn
-
staircase
staircase
采用方式２， 避免带宽的不均匀
扩展二 -- FEC in SFU
FECinSFU
- Producer从网络收到的数据可能有部分丢失， 增加FEC recover, 增加了有效数包， 冗余数据不变
- 针对Consumer拉取数据FEC量以Consumer网络状况，增加FEC encode, 增加了对抗拉流网络状态的能力
- 1，2可以独立使用
- Disadvantage: 增加了SFU计算资源消耗
网友评论