IPTV测试仪媒体流传送指标(MDI)监测子系统的FPGA实现.pdf

IPTV测试仪是一种专用的测试设备，用于监测和评估IPTV网络的传输质量。其中，媒体流传送指标（Media Delivery Index，MDI）是衡量IP网络承载IPTV媒体流质量的重要指标，它包括延迟因子（Delay Factor，DF）和媒体丢包率（Media Loss Rate，MLR）。延迟因子用于评估网络抖动对视频流播放的影响，而媒体丢包率则反映了网络传输中数据包丢失的情况。RFC4445标准规定了如何测试MDI指标，它涉及到测试间隔内虚拟缓冲区VB的计算方法，DF的计算公式为 DF = |VB(max) - VB(min)| / MR，其中MR代表媒体流的码率。 文章提出了一种基于微分法细分测试间隔的方法，改进了RFC4445标准的MDI/DF测试算法。该方法将传统的测试间隔细分为若干微间隔，以此来减少计算因子并降低硬件实现的复杂度。在此基础上，作者提出了一种基于现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array，FPGA）的MDI指标测试方案，并给出了仿真结果。FPGA是一种可以通过编程来实现特定功能的硬件设备，适合于实现复杂的算法和并行处理任务，因此在硬件层面可以提高数据处理速度和可靠性。该方案被应用于IPTV测试仪中，并取得了良好的实际测试效果。 FPGA实现的优势在于其高灵活性和高性能。灵活性意味着可以通过重新编程来适应不同的测试需求，而高性能则意味着可以在较短的时间内处理大量数据，这对于实时监测IPTV网络质量非常关键。在IPTV测试仪中使用FPGA实现MDI监测，不仅能够提高测试精度和速度，还能够适应不同的测试环境和要求。 随着IPTV服务的普及和网络规模的扩大，运营商面临着如何保证用户体验质量（Quality of Experience，QoE）的挑战。客观的视频质量评价是IPTV QoE测试的重要指标之一，而MDI指标的提出和应用正是为了解决这一问题。通过MDI指标的监测，运营商可以了解IPTV视频流在网络中的传输状况，以及由此引起的相关网络层问题，进而评估网络质量和服务质量，并作出相应的优化和调整。 根据RFC4445标准，测试MDI/DF值需要考虑名义测试间隔（Tnorm）和实际测试间隔（Tact），并进行相关计算。名义测试间隔通常被设定为一定的时间值（如1秒或其整数倍），它决定了DF值产生的周期；实际测试间隔则需要记录每个包到达的时刻，它反映了在连续两个名义测试间隔之间的实际间隔时间。 总结来说，文章通过研究RFC4445标准中提出的MDI/DF测试方法，并结合微分法细分测试间隔，提出了一种创新的FPGA实现方案。这种方法不仅提高了MDI监测的准确性，而且由于FPGA的特性，使得该方案具备了便携性和实时监测的优势，非常适合用于运营商在业务开通和后期运营监测时携带使用。