[发明专利]一种测试流媒体传输质量的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及流媒体业务平台和互联网协议(IP)网络技术，特别是指一种流媒体在IP网络传输过程中，在IP网络各环节(包括流媒体发送端)的质量状况的测试方法和设备。

背景技术

网络视频(IPTV)是通过IP网络向用户提供的流媒体服务。流媒体不同于一般的信息浏览，而是完整、流畅、赏心悦目的多媒体展现，需以有序、低丢包、稳定的速率在IP网络上传送才得以实现。而IP网络是基于“尽力而为”和开放性原则建立的，流媒体在网络传输过程会产生丢包、延时和抖动，这些传输特性是造成图像质量下降(视频停顿、马赛克、黑白屏、暴音等)的主要因素。同时，从流媒体服务器发送出来的媒体流，也会存在丢包和抖动的现象，也同样会造成图像质量的下降。

流媒体在传输过程中的丢包、延时和抖动对图像质量的影响是：

1)丢包：基于UDP的组播流，由于没有重传机制的，丢一个包就会造成图像的停顿或马赛克；有重传机制的单播流，过高的丢包率对图像质量也有影响。

2)延时：延时表现为媒体流从发送端到接收端的恒定延迟。对于组播流，适当的延时，只会延迟节目的播放时间，对图像质量没有直接影响。对于单播流，在传输控制协议(TCP)传输机制下，如发送端在一定时间内没有收到接收端的ACK确认报文，发送端就会重发数据包，从而影响图像的质量。

3)抖动：抖动表现为媒体流从发送端到接收端的延迟变化。当媒体编码器按恒定速率编码时，媒体流抖动就表现为媒体流速率的变化。在网络限速节点或汇聚节点以及接收端，过大的抖动会引起丢包；另外，在接收端，过大的抖动还会引起断流。解决抖动的方法是，减小抖动和增加网络节点及接收端的缓存。

目前，测试流媒体传输质量主要采用媒体流传输指标(MDI，Media Delivery Index)指标。该指标由Cisco及IneoQuest Technologies公司提出，并被IETF采纳，标准号为RFC4445。MDI定义了两个流媒体传输性能指标：延时因子(DF，Delay Factor)和媒体流损失率(MLR，Media Loss Rate)。DF数值表明被测流媒体的抖动状况，DF的单位是毫秒(ms)，DF将流媒体抖动的变化换算为对网络节点和接收端缓存的需求；MLR的单位是每秒的媒体封包丢失数量，该数值表明被测试流媒体的传输丢包速率。

然而，现有技术中，基于上述RFC4445定义的MDI指标，对流媒体传输质量进行测试的方法，在现网实际测试过程中，仍然不够准确，比较粗糙，存在着很多问题，比如：无法准确反映出，在监测点的媒体流抖动，是否超过了下行方向各网络节点的缓存的承受力，以至于造成丢包；无法准确反映出，在监测点的媒体流抖动，是否超过了接收端的缓存，以至于造成断流；无法准确反映出，在监测点的媒体流封包的丢包情况和重传情况。其原因主要是在现网实际测试过程中，RFC4445定义的MDI指标存在以下问题：

1)RFC4445的计算模型没有区分缓存溢出(丢包)和清空(断流)，没有区分网络设备和接收端设备的缓存需求。由于接收端(机顶盒)的缓存要远大于网络节点的缓存，因此，计算流媒体的缓存溢出应针对于网络节点设备，计算流媒体的缓存清空应针对于接收端设备。

2)计算缓存溢出，应采用网络限速带宽；计算缓存清空，应采用流媒体编码速率。而RFC4445都使用了MR，即流媒体编码速率。

3)RFC4445DF参数单位为ms，不能直观反映缓存需求。

4)RFC4445计算模型只针对组播流，对于基于TCP的单播流，没有具体的测试方法。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种更合理的测试流媒体传输质量的方法和设备。以便准确反映出在监测点的媒体流抖动，是否超过了下行方向各网络节点的缓存的承受力，以至于造成丢包；能准确反映出，在监测点的媒体流抖动，是否超过了接收端的缓存，以至于造成断流；能准确反映出，在监测点的媒体流封包的丢包情况和重传情况。

基于上述目的本发明提供的一种测试流媒体传输质量的方法，包括：

A.初始化计算参数；

B.等待收到完整的互联网协议IP封包P(i)；

C.判断封包是否为RTP封装，如果是，则进入步骤D，否则，返回步骤B；

D.记录RTP序号，记录封包P(i)到达的时间，计算封包长度；