QoS Assurance for VoIP over P2Pnet Ren-Yuh Lu. Outline Introduction –MobileLAN –P2Pnet –Motivation –Problem Description Our Approach –Partial-Reliable.

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QoS Assurance for VoIP over P2Pnet Ren-Yuh Lu

Outline Introduction –MobileLAN –P2Pnet –Motivation –Problem Description Our Approach –Partial-Reliable UDP 分辨重要封包的方法封包保護技術

Introduction 本研究是為地震災區黃金救難時間行動資訊系統所設計，在災害發生初期，為了連絡，人們會試著架構區域性的無線網路，包括： –MobileLAN –P2Pnet

MobileLAN MobileLAN 「群組行動電腦網路」是一種行動式無線區域網路，對群組行動使用者提供一個可在行動中使用的電腦網路。一個 MobileLAN 係由一組行動電腦 ( 筆記型電腦或具有 WiFi 能力的 PDA 手機 ) 組成，其間以 Multi-Hop Ad-Hoc 無線區域網路連結成 Wireless Intranet 。各個行動電腦之間可藉由高速的 Wireless Intranet 進行即時多媒體網路通訊。

P2Pnet Autonomous P2P Ad-Hoc Group Communication Systems 「自治式 P2P 隨意型群組通訊系統」 – 利用 MobileLAN 技術加上一些 P2P 網路技術 – 專門用於支援臨時性無組織無伺服器無網路的特殊情況下的通訊服務之用。例如，嚴重自然災害地區緊急救難，或戰場通訊。

Motivation 前述的無線網路具有以下的缺點： – 錯誤率很高 – 沒有 Server 管理節點在這樣的網路環境中使用 VoIP ，會有一些問題需要克服。

Problem Description VoIP 對時效性的要求極高，為了符合這個要求，現今的 VoIP 系統大部份都使用 UDP 傳輸層協定。 UDP 的特性： – 不保證一定送達如果 VoIP 運用在錯誤率很高的網路環境時，可能會因為遺失太多封包而影響通話品質。

Problem Description 若將 P2Pnet 架設於嚴重災區救難時，網路的品質遠比平常的網路為低， VoIP 的品質將因遺失太多封包而受到嚴重影響。我們將提出一些機制用以提高 VoIP 的品質。

Our Approach 我們提出 Partial-Reliable UDP 技術，在傳輸層保證重要封包的送達。 Partial-Reliable UDP ： – 分辨重要封包的方法 – 封包保護技術 Redundancy 整合型封包保護技術

Partial-Reliable UDP Reliable Blast UDP

分辨重要封包的方法

封包保護技術 Model-1 ：採用 Redundancy 封包保護技術，設法從後續的封包還原遺失的封包。 Model-2 ：結合 P-R UDP 和 Model-1 ，提出一個整合型封包保護技術。

Model-1 Redundancy Protected Technology 基本封包時隔為 20 msec/packet 將 Redundant Voice Packets 視為不同的 Packet Stream 定義第一個 Packet Stream 為基本 Stream Time Slot ( msec ) Voice Stream 1 Voice Stream

Model-2 整合型封包保護技術每一個 VoIP Stream 包含一個基本 Stream 及二個 Redundant Stream 。基本 Stream 及第一個 Redundant Stream 採用相同 Codec 及時隔，兩者相差一時隔。第二個 Redundant Stream 使用較低品質低速率的 Codec ，以三倍時隔，落後於基本 Stream 兩個時隔送出。 Time Slot ( msec ) Voice Stream 1 Voice Stream Voice Stream

Model-2 整合型封包保護技術利用 Piggyback 技術將三個 Stream 合併成為一個 Packet Stream 。將含有第二個 Redundant Stream 的封包視為重要封包，利用 Partial-Reliable UDP 保護。 Time Slot ( msec ) Voice Stream 1 Voice Stream 2 Voice Stream 3