本發(fā)明屬于通信測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種丟包故障判定方法，尤其涉及一種MPEG2-TS/UDP/IP碼流丟包故障判定方法。

背景技術(shù)：

用戶體驗(yàn)質(zhì)量保障

近年來，隨著IP網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用的迅速發(fā)展以及通信市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，全球的各大電信和廣電運(yùn)營(yíng)商正掀起一股股“三網(wǎng)融合”業(yè)務(wù)發(fā)展的熱潮。一方面，電信運(yùn)營(yíng)商通過IPTV技術(shù)進(jìn)入數(shù)字電視領(lǐng)域；另一方面，有線電視運(yùn)營(yíng)商也加快了數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)的雙向改造以及干線節(jié)目信號(hào)IP化的傳送，以便提供VOD點(diǎn)播和時(shí)移電視業(yè)務(wù)。

作為一種數(shù)字視頻業(yè)務(wù)，IPTV必須同傳統(tǒng)的有線電視競(jìng)爭(zhēng)。由于人們已經(jīng)習(xí)慣了有線電視低廉的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)、不中斷的業(yè)務(wù)可用性，因此保證IPTV用戶體驗(yàn)質(zhì)量能達(dá)到（或超過）有線電視就成為IPTV成功的關(guān)鍵要素，其中保證清晰的IP視頻圖像質(zhì)量尤為重要。為了有效實(shí)現(xiàn)IPTV業(yè)務(wù)質(zhì)量保障，運(yùn)營(yíng)商就必須具備能主動(dòng)發(fā)現(xiàn)IPTV業(yè)務(wù)質(zhì)量問題并快速定位和隔離故障源的系統(tǒng)和工具，以便提升用戶體驗(yàn)質(zhì)量、降低故障修復(fù)時(shí)間。

根據(jù)相關(guān)研究表明，MPEG2-TS碼流中的丟包（以下簡(jiǎn)稱TS丟包）是造成IPTV視頻質(zhì)量下降（如馬賽克、花屏等現(xiàn)象）的最關(guān)鍵原因。然而TS丟包可能涉及多方面的原因，主要包括：

（1）IPTV內(nèi)容提供商（如電視臺(tái)）在視頻節(jié)目源編碼過程，由于編碼器的軟、硬件問題導(dǎo)致TS丟包。

（2）IPTV視頻服務(wù)器在向用戶機(jī)頂盒提供視頻流服務(wù)時(shí)，可能出現(xiàn)各種故障（如CPU負(fù)載過重、磁盤中文件損壞或軟件錯(cuò)誤），從而隨機(jī)丟棄視頻節(jié)目源中的部分TS數(shù)據(jù)包。

（3）視頻服務(wù)器輸出的MPEG2-TS碼流在IP網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中，由于網(wǎng)絡(luò)中間節(jié)點(diǎn)發(fā)生擁塞或故障造成IP丟包，從而丟棄包含在IP包中的所有TS包。 根據(jù)IETF RFC2250標(biāo)準(zhǔn)，在IPTV網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)腎P包通常會(huì)封裝7個(gè)TS視頻包，因此IP丟包導(dǎo)致的TS丟包通常是7的整數(shù)倍。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，以上前兩種故障（我們不妨將其統(tǒng)稱為IPTV平臺(tái)問題）導(dǎo)致的TS丟包數(shù)呈現(xiàn)隨機(jī)分布特性，而第三種故障（即IP網(wǎng)絡(luò)丟包）導(dǎo)致的TS丟包則絕大多數(shù)為7的整數(shù)倍。

碼流丟包計(jì)算方法

MPEG2-TS傳輸碼流由一組連續(xù)的188字節(jié)的TS包組成，TS包的格式如圖1所示。

如圖1所示，其中節(jié)目標(biāo)識(shí)號(hào)PID（Program ID）字段用于標(biāo)識(shí)TS包傳輸?shù)膬?nèi)容（例如：視頻、音頻或PSI節(jié)目信息表格等）。在TS碼流中，視頻內(nèi)容和音頻內(nèi)容分別用不同的PID來進(jìn)行標(biāo)識(shí)。如圖2中的示例，PID為100的TS包傳輸視頻內(nèi)容，PID為200的TS包傳輸音頻內(nèi)容。

連續(xù)性計(jì)數(shù)器（CC）字段是一個(gè)4個(gè)比特的字段，它對(duì)每個(gè)以PID字段為索引的TS包序列進(jìn)行連續(xù)性計(jì)數(shù)，即將具有相同PID的連續(xù)TS包打上連續(xù)的CC標(biāo)簽（例如：0，1，2，3，... , 14,15, 0, 1, 2, ...）。IPTV測(cè)試儀表或系監(jiān)測(cè)統(tǒng)一般可以通過跟蹤MPEG2-TS流的CC字段來計(jì)算TS丟包個(gè)數(shù)。

碼流丟包故障的責(zé)任定界

對(duì)于一套優(yōu)秀的IPTV視頻質(zhì)量故障診斷系統(tǒng)來說，除了能檢測(cè)和計(jì)算TS丟包外，區(qū)分MPEG2-TS碼流丟包是由于IPTV平臺(tái)問題還是IP網(wǎng)絡(luò)丟包導(dǎo)致的也是至關(guān)重要的，因?yàn)檫@涉及到IPTV故障的責(zé)任定界的問題（注：在電信運(yùn)營(yíng)商內(nèi)部，IPTV平臺(tái)和IP承載網(wǎng)通常是由不同的部門來維護(hù)的）。

目前主流的IPTV視頻流協(xié)議封裝格式包括MPEG2-TS/RTP/UDP/IP和MPEG2-TS/UDP/IP兩種。

對(duì)于前一種協(xié)議封裝方式（即MPEG2-TS/RTP/UDP/IP），由于RTP包頭中包含RTP數(shù)據(jù)包序列號(hào)字段，因此可以比較方便準(zhǔn)確地計(jì)算RTP丟包數(shù)；目前業(yè)界可以通過關(guān)聯(lián)MPEG2-TS層和RTP層丟包指標(biāo)來區(qū)分IPTV平臺(tái)和IP網(wǎng)絡(luò)問題導(dǎo)致的丟包。例如：若MPEG2-TS層存在TS丟包而RTP層不存在丟包，則可判斷IPTV平臺(tái)導(dǎo)致TS丟包；若MPEG2-TS層和RTP層都存在丟包，并且兩者的丟包比率相當(dāng)，則可判斷IP網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)致TS丟包。

然而，對(duì)于后一種協(xié)議封裝方式（即MPEG2-TS/UDP/IP），由于缺少RTP層，僅根據(jù)UDP協(xié)議包頭（無任何包序號(hào)字段）是無法準(zhǔn)確計(jì)算UDP丟包數(shù)的。為此，業(yè)界迫切需要一種新的方法來區(qū)分這種情況下的IPTV平臺(tái)和IP網(wǎng)絡(luò)問題導(dǎo)致的TS丟包。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種MPEG2-TS/UDP/IP碼流丟包故障判定方法，可方便快捷地判斷視頻碼流丟包由于視頻服務(wù)器還是IP網(wǎng)絡(luò)造成的，提高判別的精確度及效率。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種MPEG2-TS/UDP/IP碼流丟包故障判定方法，所述方法包括如下步驟：

步驟S1、通過采集設(shè)備在某個(gè)IPTV網(wǎng)絡(luò)中間點(diǎn)進(jìn)行MPEG2-TS/UDP/IP數(shù)據(jù)流捕獲；對(duì)網(wǎng)絡(luò)丟包事件計(jì)數(shù)器和IPTV平臺(tái)丟包事件計(jì)數(shù)器進(jìn)行初始化設(shè)置，網(wǎng)絡(luò)丟包事件計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)A設(shè)置為0，IPTV平臺(tái)丟包事件計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)B設(shè)置為0；

步驟S2、對(duì)MPEG2-TS/UDP/IP數(shù)據(jù)流進(jìn)行協(xié)議解析，并重點(diǎn)檢測(cè)TS包頭的連續(xù)性計(jì)數(shù)器CC字段，若出現(xiàn)CC錯(cuò)誤事件，即屬于同一個(gè)PID的TS包的CC字段不連續(xù)，則計(jì)算每次CC錯(cuò)誤事件所引起的總TS丟包個(gè)數(shù)Nt；

步驟S3、若Nt為7的整數(shù)倍，則將網(wǎng)絡(luò)丟包事件計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)A加1，否則將IPTV平臺(tái)丟包事件計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)B加1；

步驟S4、若網(wǎng)絡(luò)丟包事件計(jì)數(shù)器A > T，則判斷IPTV媒體流丟包是由于IP網(wǎng)絡(luò)問題導(dǎo)致的，并將 A設(shè)置為0；若IPTV平臺(tái)丟包事件計(jì)數(shù)器B > T，則判斷IPTV媒體流丟包是由于IPTV平臺(tái)問題導(dǎo)致的，并將 B設(shè)置為0；根據(jù)以上判斷，在用戶界面上產(chǎn)生相應(yīng)的專家系統(tǒng)提示；其中，T為TS丟包結(jié)論可信度門限值，缺省值為3；

步驟S5、若MPEG2-TS流未結(jié)束，則跳轉(zhuǎn)到步驟S2，否則結(jié)束檢測(cè)流程。

一種MPEG2-TS/UDP/IP碼流丟包故障判定方法，所述方法包括如下步驟：

步驟S1、通過采集設(shè)備在設(shè)定IPTV網(wǎng)絡(luò)中間點(diǎn)進(jìn)行MPEG2-TS/UDP/IP數(shù)據(jù)流捕獲；

步驟S2、對(duì)MPEG2-TS/UDP/IP數(shù)據(jù)流進(jìn)行協(xié)議解析，并重點(diǎn)檢測(cè)TS包頭的連續(xù)性計(jì)數(shù)器CC字段，若出現(xiàn)CC錯(cuò)誤事件，即屬于同一個(gè)PID的TS包的CC字段不連續(xù)，則計(jì)算每次CC錯(cuò)誤事件所引起的總TS丟包個(gè)數(shù)Nt；

步驟S3、若Nt為n的整數(shù)倍，則將網(wǎng)絡(luò)丟包事件計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)A加1，否則將IPTV平臺(tái)丟包事件計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)B加1；n為1個(gè)IP包中可封裝TS包的數(shù)量；

步驟S4、若網(wǎng)絡(luò)丟包事件計(jì)數(shù)器A > T，則判斷IPTV媒體流丟包是由于IP網(wǎng)絡(luò)問題導(dǎo)致的，并將 A設(shè)置為0；若IPTV平臺(tái)丟包事件計(jì)數(shù)器B > T，則判斷IPTV媒體流丟包是由于IPTV平臺(tái)問題導(dǎo)致的，并將 B設(shè)置為0；其中，T為TS丟包結(jié)論可信度門限值；

步驟S5、若MPEG2-TS流未結(jié)束，則跳轉(zhuǎn)到步驟S2，否則結(jié)束檢測(cè)流程。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟S1中，對(duì)網(wǎng)絡(luò)丟包事件計(jì)數(shù)器和IPTV平臺(tái)丟包事件計(jì)數(shù)器進(jìn)行初始化設(shè)置，網(wǎng)絡(luò)丟包事件計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)A設(shè)置為0，IPTV平臺(tái)丟包事件計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)B設(shè)置為0。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟S4中，T的缺省值為3。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，n=7。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明提出的MPEG2-TS/UDP/IP碼流丟包故障判定方法，可方便快捷地判斷視頻碼流丟包由于視頻服務(wù)器還是IP網(wǎng)絡(luò)造成的，提高判別的精確度及效率。

附圖說明

圖1為組成MPEG2-TS傳輸碼流的TS包的格式示意圖。

圖2為用于標(biāo)識(shí)TS包傳輸內(nèi)容的PID字段的示意圖。

圖3為本發(fā)明MPEG2-TS/UDP/IP碼流丟包故障判定方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。

實(shí)施例一

請(qǐng)參閱圖3，本發(fā)明揭示了一種MPEG2-TS/UDP/IP碼流丟包故障判定方法，具體包括如下步驟：

【步驟S1】通過采集設(shè)備在某個(gè)IPTV網(wǎng)絡(luò)中間點(diǎn)進(jìn)行MPEG2-TS/UDP/IP數(shù)據(jù)流捕獲；對(duì)網(wǎng)絡(luò)丟包事件計(jì)數(shù)器（A）和IPTV平臺(tái)丟包事件計(jì)數(shù)器（B）進(jìn)行初始化設(shè)置，A＝0，B＝0。

【步驟S2】對(duì)MPEG2-TS/UDP/IP數(shù)據(jù)流進(jìn)行協(xié)議解析，可根據(jù)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)（MPEG2-TS協(xié)議在ISO/IEC 13818-1規(guī)范中定義）對(duì)數(shù)據(jù)包的每一個(gè)協(xié)議字段進(jìn)行提取，并重點(diǎn)檢測(cè)TS包頭的連續(xù)性計(jì)數(shù)器（CC）字段，若出現(xiàn)CC錯(cuò)誤事件（即屬于同一個(gè)PID的TS包的CC字段不連續(xù)），則計(jì)算每次CC錯(cuò)誤事件所引起的總TS丟包個(gè)數(shù)（Nt）。

可根據(jù)CC字段的連續(xù)性來進(jìn)行計(jì)算，例如：正常TS包的CC字段都是連續(xù)的，即1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15，0，1，2，3…；當(dāng)出現(xiàn)IP丟包時(shí)，CC字段序列為1，2，10，11，12…，這時(shí)可以算出丟包數(shù)為7。

【步驟S3】若Nt為n的整數(shù)倍，則將網(wǎng)絡(luò)丟包事件計(jì)數(shù)器（A）加1，否則將IPTV平臺(tái)丟包事件計(jì)數(shù)器（B）加1。根據(jù)IETF RFC2250標(biāo)準(zhǔn)，1個(gè)IP包中可封裝7個(gè)TS包，本實(shí)施例中，n=7。當(dāng)然，可以根據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)，確定n的值。

【步驟S4】若網(wǎng)絡(luò)丟包事件計(jì)數(shù)器A > T，則判斷IPTV媒體流丟包是由于IP網(wǎng)絡(luò)問題導(dǎo)致的，并將 A設(shè)置為0；若IPTV平臺(tái)丟包事件計(jì)數(shù)器B > T，則判斷IPTV媒體流丟包是由于IPTV平臺(tái)問題導(dǎo)致的，并將 B設(shè)置為0；根據(jù)以上判斷，在用戶界面上產(chǎn)生相應(yīng)的專家系統(tǒng)提示。其中，T為TS丟包結(jié)論可信度門限值，缺省值為3。

【步驟S5】若MPEG2-TS流未結(jié)束，則跳轉(zhuǎn)到步驟2，否則結(jié)束檢測(cè)流程。

綜上所述，本發(fā)明提出的MPEG2-TS/UDP/IP碼流丟包故障判定方法，可方便快捷地判斷視頻碼流丟包由于視頻服務(wù)器還是IP網(wǎng)絡(luò)造成的，提高判別的精確度及效率。

這里本發(fā)明的描述和應(yīng)用是說明性的，并非想將本發(fā)明的范圍限制在上述實(shí)施例中。這里所披露的實(shí)施例的變形和改變是可能的，對(duì)于那些本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說實(shí)施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚的是，在不脫離本發(fā)明的精神或本質(zhì)特征的情況下，本發(fā)明可以以其它形式、結(jié)構(gòu)、布置、比例，以及用其它組件、材料和部件來實(shí)現(xiàn)。在不脫離本發(fā)明范圍和精神的情況下，可以對(duì)這里所披露的實(shí)施例進(jìn)行其它變形和改變。