WebRTC 的前向纠错编码 - XOR FEC

FEC Format

WebRTC 应用RFC 5109所定义的 XOR 来对RTP 数据进行保护, 以抵抗网络丢包. 协议所定义的包结构如下:

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| RTP Header (12 octets or more) |
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| FEC Header (10 octets) |
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| FEC Level 0 Header |
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| FEC Level 0 Payload |
| |
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| FEC Level 1 Header |
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| FEC Level 1 Payload |
| |
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| Cont. |
| |
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RTP Header 就是 RFC 3550 所定义的RTP 报文结构的头部. 如果这个RTP Packet 是FEC包的话,

M - Marker 必须为0, 对于FEC 而言, Marker 是无意义的.

SSRC - SSRC必须跟这个FEC所要保护的RTP 数据包的 SSRC一致， 表示这两者是同源的。

TimeStamp - Timestamp的时钟频率必须跟这个FEC所要保护的媒体数据的时钟频率一致.

Payload - FEC 包的Payload type 是需要通过SDP协商给定的。

对于不支持这FEC的系统， 简单丢弃其接收到的FEC包即可， 不影响它对数据报的处理.

这里有多个FEC Level Header, 是用来做ULP 保护的， ULP可以产生多种交织的保护方式，　比较复杂。　不过WebRTC不支持ULP，　只能使用FEC Level 0 对数据进行保护.

FEC Header的定义：

0 1 2 3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
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|E|L|P|X| CC |M| PT recovery | SN base |
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| TS recovery |
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| length recovery |
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E - 1 bit, 保留位， 必须为0

L - 1 bit, 用来标示 FEC Level Header里的MASK 是否为 Long Mask, 普通的MASK 长度为16 bits, 　一个FEC 数据包 Group 的包个数最多为16个， Long MASK 长度为 48 bits, 一个FEC 数据包Group的包个数最多为48个.

P - 1 bits, X - 1 bits, CC - 4 bits, M - 1bit, 用来产生RTP Header里相应字段的保护位。　

PT recovery - 7 bits 　数据包 payload type 的保护位

TS recovery - 32 bits, 数据报Timestamp的保护位

SN base - 数据包里的最小sequence.

Length recovery - 16 bits, 数据长度的保护位，　数据包的长度是 CSRC List, payload, padding 的总长度

ULP Level Header

0 1 2 3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
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| Protection Length | mask |
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| mask cont. (present only when L = 1) |
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Protection length - FEC 数据长度

MASK - 如前所述，　　MASK 可以是16 bits 的　short mask, 或 48 bits 的 long mask, 是用单个bit 位来定义　其对应 sequence 的rtp 数据报是否属于这个FEC包要保护的Data Group. 其对应关系很简单，　就是从SN base 开始的连续的16 or 48个包分别对应于mask 的比特位，　　１表示这个数据包被保护，　０　表示这个数据包不被保护。

Red Packet

WebRTC　对相应的数据包Group产生FEC包之后，　数据包和FEＣ包都被重新编码为Red Packet,然后进行传输. 关于Red Packet, 可以参看 http://blog.csdn.net/volvet/article/details/53573359

Reference:

1. rfc2198 - RTP Payload for Redundant Audio Data

2. rfc5109 - RTP Payload Format for Generic Forward Error Correction