RTCP 丢包抖动时延计算原理

RTP/RTCP 丢包/抖动/时延计算原理

1.RTP/RTCP的基本功能介绍

实时传输协议RTP（A Transport Protocol for Real-Time Application）提供实时的端对端传输业务（如交互的语音和图象），包括负载类型标识，序列号，时间戳，传输监视。

实时传输协议（RTP）本身并不提供任何机制保证实时传输或业务质量保证，而是让底层协议去实现。

RTP包括两个紧密相关的部分：

实时传输协议（RTP－Real Time Transport Protocol），传输有实时特性的信息；

RTP控制协议（RTCP－RTP Control Protocol），监视业务质量和传输对话中成员的信息。

RTP/RTCP报文封装格式为：DL+IP+UDP+RTP/RTCP

2.RTP报文统计方法介绍

RTP报文发送统计：

NTP时间标志：64比特，指示了此报告发送时的壁钟（wallclock）时刻，它可以与从其它接收者返回的接收报告块中的时间标志结合起来，测量到这些接收者的环路时延。

RTP时间标志：32比特，与以上的NTP时间标志对应同一时刻，但是与数据包中的RTP时间标志具有相同的单位和偏移量。

发送包数：32比特，从开始传输到此SR包产生时该发送者发送的RTP数据包总数。若发送者改变SSRC识别符，该计数器重设。

发送字节数：32比特，从开始传输到此SR包产生时该发送者在RTP数据包发送的字节总数（不包括头和填充）。若发送者改变SSRC识别符，该计数器重设。RTP报文接收统计：

丢包率：8比特，自从前一SR包或RR包发送以来，从SSRC_n传来的RTP 数据包的损失比例，以固定点小数的形式表示，小数点在此域的左侧，等于将丢包率乘256后取整数部分。该值定义为损失包数被期望接收的包数除。（对应RTCP消息中的丢包率时，除以256再乘以100即可，如为127，则丢包率为50%。）

累计包损：24比特，从开始接收到现在，从源SSRC_n发到本源的RTP数据包的丢包总数。该值定义为期望接收的包数减去实际接收的包数。

扩展的最高接收序列号：32比特，低16比特包含从源SSRC_n来的最高接收序列号，高16比特用相应的序列号周期计数器扩展该序列号。

到达间隔抖动：32比特，RTP数据包到达时刻统计方差的估计值，以时间标志为单位测量，用无符号整数表达。到达间隔抖动J定义为一对包中接收者相对发射者的时间跨度差值的平均偏差。计算方法：若Si是包i的RTP时间标志，Ri 是包i以RTP时间标志单位的到达时刻值，对于两个包i和j，D可以表达为D(i,j)=(Rj-Rj)-(Ri-Si);到达间隔抖动可以在收到从源SSRC_n来的每个数据包i 后连续计算，利用该包和前一包i-1的偏差D（按到达顺序，而非序号顺序），根据公式J=J+(|D(i-1,i)|-J)/16计算。循环计算，生成报告块时，取当时值。（具体可参考后面的详细描述）

环路时延：上一个SR时间标志（LSR）：32比特，接收到的来自源SSRC_n 的最新RTCP发送者报告（SR）的64位NTP时间标志的中间32位。若还没有接收到SR，该域值为零。上一个SR以来的延时（DLSR）：32比特，是从收到来自SSRC_n

2 的SR 包到发送此接收报告块之间的延时，以1/65536秒为单位。若还未收到来自SSRC_n 的SR 包，该域值为零。环路时延计算方法：假设SSRC_r 为发出此接收报告块的接收者。源SSRC_n 可以通过记录收到此接收报告块的时刻A 来计算到SSRC_r 的环路传输时延。可以利用最新的SR 时间标志（LSR ）域计算整个环路时间A-LSR ，然后减去此DLSR 域得到环路传播时延。（具体可参考后面的详细描述）

3. 丟包率计算的实现

4. 环路时延计算的实现

21用户在线时间轴InitRTPSeqNo ExtRTPSeqNo1RcvRTPPkt1ExtRTPSeqNo2

RcvRTPPkt2InitRTPSeqNo-------表示本端收到的第一个RTP 报文的序列号ExtRTPSeqNo1-----表示本端在采样点1处收到的RTP 报文中最大的序列号(（即PreExpRcvRTPPkt ＝ExtRTPSeqNo1－InitRTPSeqNo ）RcvRTPPkt1---------表示本端在采样点1处实际收包数（PreRcvRTPPkt ）ExtRTPSeqNo2-----表示本端在采样点2处收到的RTP 报文中最大的序列号

RcvRTPPkt2---------表示本端在采样点2处实际收包数1预期间隔收包数ExpectedInterval 实际间隔收包数ReceivedInterval LostInterval ＝（ExpectedInterva －ReceivedInterval ）/ExpectedInterval A 端发送SR B 端接收SR B 端发送SR

时间基准(设备启动时间) 1.此段时间用RTCP 报文中的Rtp_ts 保存，发送给B 端

2.此段时间表示A 端点上线时间，即StartTime

3.此段时间用RTCP 报文中的Ntp 保存，发送给B 端，即PeerSRTime

4.此段时间表示B 端点上线时间，即StartTime

5.此段时间表示端点B 收到SR 报文相对时间，即RcvSRTime

6.此段时间用RTCP 报文中的Ntp 保存，发送给A 端，即PeerSRTime

7.此段时间表示端点A 收到SR 报文相对时间，即RcvSRTime 132端点上线时间64LSR 5DLSR=6-5LSR,DLSR 随SR 报文发回A 端

7在A 端收到SR 报文时计算:环路时延＝7－LSR(3)－DLSR

3 5. 间隔抖动计算的实现

承载软件根据协议计算间隔抖动；上层控制软件直接使用此值进行打包和告警。

备注：RTCP 一共有如下5个告警：

接收报文丢报率告警

发送报文丢报率告警

接收报文间隔抖动告警

发送报文间隔告警

接收报文时延告警

对于同一个IP 地址，告警恢复之前，只上报一种告警；发送报文相关的告警是本端计算的，接收报文相关的告警是对端计算，通过RTCP 报文传送过来的。

上报告警的原则如下：计算出的丢包率/时延/抖动如果连续4个周期大于MML （SET RTCP ）设置的对应告警上限，且同一个IP 地址没有上报RTCP 相关的告警，则上报该告警。如果计算出的相关值小于MML 设置的告警下限，则恢复告警。

参考协议：RFC1889

承载软件根据协议计算jitter

上层控制软件直接使用jitter 打包、告警jitter