1. QoS Assurance for VoIP over P2Pnet Ren-Yuh Lu

2. 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

3. 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

4. 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。

5. 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。

6. 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。

7. 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。

8. 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。

9. 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

10. Partial-Reliable UDP Reliable Blast UDP

11. 分辨重要封包的方法

12. 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。

13. 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 2 1 23 123 020 40 6080100 120140 160 180 4 56 4 56

14. 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 2 1 2 12 020 40 6080100 120140 160 180 Voice Stream 3 1+2+34+5+6 200 345 6 3 45 6

15. 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 ) 020 40 6080100 120140 160 180 200 112 233 1+2+3 44 5 Voice Stream 1 Voice Stream 2 Voice Stream 3