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重编码增益实验报告

1. 实验环境与配置

1.1 测试环境

操作系统: Linux 6.8.0-88-generic
网络拓扑: Sender -> Relay -> Receiver (三跳单向链路)
网络模拟: 使用 tc + netem 在本地回环接口模拟丢包和延迟
- 基础延迟: 25ms
- 丢包率: 0%, 5%, 10%, 15%

1.2 实验参数

视频源: ice_4cif_30fps.y4m (704x576, 30fps)
编码参数: CBR 3000kbps
实验时长: 10秒/次
重复次数: 每组配置重复3次，取平均值

1.3 参测方案 (Modes)

方案标识	Sender冗余 (R)	Relay操作	理论总开销
`passthrough_r01`	0.1 (10%)	透传 (R=0)	1.1x
`recode_r01`	0.1 (10%)	重编码 (R=0.1)	1.2x
`passthrough_r02`	0.2 (20%)	透传 (R=0)	1.2x
`recode_r02`	0.2 (20%)	重编码 (R=0.2)	1.4x

2. 实验结果汇总

2.1 总体数据表

丢包率 (%)	模式	帧可解码率 (%)	平均延迟 (ms)	P95延迟 (ms)
0	透传 (R=0.1)	100.0	50.1	51
	重编码 (R=0.1)	100.0	50.1	51
	透传 (R=0.2)	100.0	50.1	51
	重编码 (R=0.2)	100.0	50.1	51
5	透传 (R=0.1)	96.9	157.4	284
	重编码 (R=0.1)	97.6	158.8	284
	透传 (R=0.2)	90.9	161.3	284
	重编码 (R=0.2)	98.1	118.8	217
10	透传 (R=0.1)	71.7	224.9	351
	重编码 (R=0.1)	72.2	222.9	351
	透传 (R=0.2)	73.6	213.6	351
	重编码 (R=0.2)	86.8	172.4	284
15	透传 (R=0.1)	40.4	272.2	384
	重编码 (R=0.1)	37.7	271.4	384
	透传 (R=0.2)	54.4	261.9	384
	重编码 (R=0.2)	81.1	217.1	350

3. 结果分析

3.1 帧可解码率 (Reliability)

低丢包场景 (0-5%):
- 在无丢包时，所有方案均达到 100% 可靠性。
- 在 5% 丢包下，仅 recode_r02 维持了接近完美 (98.1%) 的解码率，而透传方案（即使是 R=0.2）已出现明显下滑 (90.9%)。
高丢包场景 (10-15%):
- 随着丢包率增加，重编码优势显著扩大。
- 在 15% 极端丢包下，recode_r02 仍保持 81.1% 的高可用性，而对应的透传方案 passthrough_r02 跌至 54.4%，几乎不可用。
- 低冗余 (R=0.1) 的两种方案在高丢包下均表现不佳 (<41%)，说明在恶劣网络下必须配合足够的冗余度，重编码才能发挥效能。

3.2 延迟表现 (Latency)

基准延迟: 0% 丢包时，所有方案平均延迟均为 ~50ms，表明重编码操作本身引入的计算延迟微乎其微。
抗抖动能力:
- recode_r02 在所有丢包场景下的延迟均显著低于其他方案。
- 例如在 10% 丢包时，recode_r02 平均延迟为 172.4ms，比 passthrough_r02 (213.6ms) 低 41ms。
- P95 延迟同样证实了这一点：重编码方案的长尾延迟更低，播放更流畅。

3.3 结论

重编码显著提升抗丢包能力: 在多跳网络中，Relay 节点的重编码操作能有效修复上游链路的丢包，避免错误累积。
高冗余重编码是恶劣网络的首选: recode_r02 (总开销 1.4x) 展现了最佳的韧性，在 15% 丢包下仍能提供基本流畅的视频服务，而透传方案已完全失效。