※ [本文转录自 share 看板] 作者: biocloud (biocloud) 看板: share 标题: [文章] 网路封包遗失的资讯修补艺术(一) 时间: Sun Sep 9 01:43:18 2007 网路封包遗失的资讯修补艺术(一) 作者：锺庆丰 大数法则支配人类许多研究领域，在资讯错误回覆的研究领域里亦 同。只不过此在以往尚可应付有线环境的原则，这几年因为网路环境 生态的微妙变化（从有线到无线，从纯文字到多媒体，从桌上电脑到 口袋电脑），已慢慢出现捉襟见肘的现象。封包遗失乃IP网路常态， 而错误回覆的方法亦随着时代演进而有所不同。未来取大数法则而代 之的，将是更精致化、更有效率、更省系统资源以及更低的运算复杂 度的错误回覆方法。 封包遗失与其影响 「网路错误」的发生是IP网路的一种常态，即使现在因网路设备的 更新与演算法的精进，使得封包错误率已降低许多，但在许多情况（ 尤其是网路壅塞情况）下，封包的遗失仍在所难免。既然封包遗失在 所难免，那封包遗失的严重性自然便不可概括而论。此必须依据其应 用型态种类之不同，而存有不同程度的影响力。但大致说来，越接近 即时应用（real-time applications）型态，其所能容忍的封包遗失 率就越低。举例来说，这些即时应用大家耳熟能详者莫过於IP网路电 话、IP视讯会议、网路视讯/语音串流服务…等等。一旦发生网路封 包的遗失，要如何对遗失的资讯进行补偿是一种错误回覆艺术，此艺 术依据分类标的之不同，而可分成因果性回覆机制与非因果性回覆机 制；或因作用端使用的差异而分成来源端的错误回覆机制、通道的错 误回覆机制与接收端之错误回覆机制…等等分类。 前者所谓因果性回覆机制，顾名思义，乃在於其遗失资讯的补偿部 分乃必须依据接收端所接收到之前的讯息来加以猜测决定（或资讯插 补），也就是说，其补偿与之前所接收的资讯之间有着因果关系存在 。以一般的视讯系统（video system）而言，其普遍在接收端存有庞 大的缓冲区区块，以处理视讯跳格（jitter）问题。故此缓冲区的资 料刚好可以提供我们来实作因果性（causal）错误修补演算法，以插 补所遗失的封包资讯。另外一种乃非基於资讯因果性关系所为之修补 方法，我们一般称为非因果性的处理法（noncausal processing，NC P）。 因果性处理法与非因果性的处理各有优、缺点，大多数实作乃以因 果性方法为主，但其缺点是需要耗费大量系统资源；因此在某些应用 领域有学者研究以 NCP实作的可能性（例如：无线网路装置）。其实 NCP早就曾被用在音讯串流（audio streaming）的隐藏性的封包遗失 问题的处理上，但当时只有很少的尝试将此方法用在视讯串流的错误 隐藏处理上。这里面一个非常有名的时序错误隐藏策略，就是移动补 偿（motion-compensation）的时序置换（temporal replacement） 。其中一个遗失的巨集区块（marcoblock，MB）会被之前画面的邻近M Bs所评估後之局部移动（local motion）MB所取代。目前这种利用之 前画面MB来作为遗失MB重建依据的方法，已有多种变异版本被提出讨 论（可参见. Zang或是S. Tsekeridou等人的研究）。 目前利用非因果处理（NCP）作为错误隐藏的处理方法的学者，主 要有J. G. Apostolopoulos及Y. C. Lee等人。在 Apostolopoulos的 研究里面，受损画面之修复乃依据先前画面与未来所接收画面之相关 部分资讯所为（非只是依据过去画面决定）。对於多画面错误之隐藏 方法，则可参考Lee等人的提议，在修复遗失的MB时，并合计算在未来 视讯中的目前画面之错误隐藏。不过错误隐藏之方法有很多种，非因 果性错误隐藏方法（noncausal error concealment，NCEC）未必一 定比基於因果性错误隐藏方法（causal error concealment，CEC）的 等价策略要好。只不过非因果之错误隐藏方法，因可以更有效利用系 统资源（system resources），而成为许多人在研究无线装置或无线 网路环境时的一个重要研究对象。 另一种依据机制使用的场所不同而分成来源端、通道与接收端的错 误回覆机制。在以往许多情况下，许多讨论往往仅及於来源端与接收 端的讨论，而将通道错误部分予以忽略。但事实上，此情况在有线网 路环境下是还比较没问题的，如果是在无线网路环境，那通道的错误 部分便不能被假设性的忽略。因为我们目前使用的通道是一种有损性 封包通道（lossy packet channel），任何来源端的编码（source e ncoding）都应该去适应通道错误的情形（因为通道杂讯是很常见的 一种现象）。对无线视讯而言，其错误回覆（error resilience）通 常由重新同步校准（resynchronization making）、资料分割（data partition）与可逆转之可变长度编码（reversible variable-lengt h coding，RVLC）所组成。 若是对有线模式（例如：有线Internet环境）视讯而言，错误的回 覆通常会被转换成每个封包最佳化编码模式的选择（optimal encodi ng mode selection），此乃因为不同预测模式（prediction modes ）会导致不同的编码效能与影响其强固性。因此如果只依靠来源端的 适应性编码策略，并无法应付大量不同封包遗失的情况，并且也会造 成对频宽瓶颈的评估有失准确。所以除了来源端的适应性编码策略外 ，往往还会需要配合重传或是前导错误修正（FEC）机制的使用，来 做为未来封包遗失的对策才足以适用。 进一步了解更多资讯： http://compotechasia.blogspot.com/2007/09/blog-post.html --

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