网络编码赋能视频传输

来源
：MHV'22

主讲人
：Rui Costa

内容整理
：冯冬辉

对于移动应用，90% 的延迟和损失都发生在无线链路中，而尾部的用户连接体验非常糟糕。Codavel 提出了创新的网络编码通信协议（类似擦除码），提供了对延迟、丢包和连接不稳定的适应性，明显提升了尾部用户连接的视频质量。

引言
网络编码

引言

即便工业界付出了很多努力，移动设备的用户体验也远不够丝滑。视频缓冲、不稳定的体验和高延迟经常发生。虽然工业界做出了压缩内容、优化传输协议或应用层协议等努力，但是 90% 的延迟和损失都发生在无线链路中，横亘在手机和天线之间。

当我们审视用户体验时，视频启动时间、缓冲时间的平均值虽然合理，但是尾部的体验却非常糟糕。超过 8s 的启动时间，5min 内超过 34s 的重新缓冲，这些情况并不少见。Snapchat 的一项研究称，超过 50% 的用户一周至少有一次 99% 差的体验，这将造成用户深刻的不良印象。

无线通信的丢包率远高于有线连接，而 0.50% 的丢包率能将 TCP 连接拖慢 5 倍。

不仅如此，无线连接也非常不稳定。在一周里，相同位置每天的体验也完全不同。

HTTP/TCP 在无线情况下也较为糟糕。在延迟出现时，ARQ 丢包重传机制非常低效，在推进传输窗口前需要等待 ACK 确认。

Codavel 是一套针对移动应用的端到端内容分发解决方案。提出了创新的网络编码通信协议（类似擦除码），提供了对延迟、丢包和连接不稳定的适应性，以及易于部署、自动回退原有连接的特性。

应用之后，可以减少 55% 的重新缓存时间，减少 32% 的视频启动时间，增加 27% 的视频质量。对于尾部用户，可以对最坏的 10% 提升 94% 的更快体验。

网络编码

这里提出的网络编码方案是擦除码应用于无线通信的一种形式。在发送端对原始数据进行线性组合，在接收端解线性方程已获得原始信息。

举例来说，发送了 5 个包只接收到 4 个，也能恢复所有信息。无需知道哪个包丢失，也无需等待反馈。通过引入编码和解码矩阵，拥塞控制算法可以区分由拥塞导致的丢包和由无线现象引起的丢包（这时无需降低速度，因为已经使用了网络编码）。

该印度流媒体的实际测试中，对于尾部场景来说，重缓冲时间得到明显的降低。对于 10% 最差的连接，由 92% 的视频质量提升；对于 1% 最差的连接，有 384% 的视频质量提升。中位数的视频质量提升 27%，最高视频质量的时间提高 17%。

如下是附录中的结果。

附上演讲视频：

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