[要約] 要約: RFC 8681は、FECFRAMEのためのスライディングウィンドウランダムリニアコード(RLC)フォワードイレイジャーコレクション(FEC)スキームに関する仕様です。目的: このRFCの目的は、FECFRAMEで使用されるFECスキームの一部として、スライディングウィンドウRLC FECスキームを提供することです。

Internet Engineering Task Force (IETF)                           V. Roca
Request for Comments: 8681                                      B. Teibi
Category: Standards Track                                          INRIA
ISSN: 2070-1721                                             January 2020
        

Sliding Window Random Linear Code (RLC) Forward Erasure Correction (FEC) Schemes for FECFRAME

FECFRAMEのスライディングウィンドウランダム線形コード(RLC)前方消失訂正(FEC)スキーム

Abstract

概要

This document describes two fully specified Forward Erasure Correction (FEC) Schemes for Sliding Window Random Linear Codes (RLC), one for RLC over the Galois Field (a.k.a., Finite Field) GF(2), a second one for RLC over the Galois Field GF(2^(8)), each time with the possibility of controlling the code density. They can protect arbitrary media streams along the lines defined by FECFRAME extended to Sliding Window FEC Codes. These Sliding Window FEC Codes rely on an encoding window that slides over the source symbols, generating new repair symbols whenever needed. Compared to block FEC codes, these Sliding Window FEC Codes offer key advantages with real-time flows in terms of reduced FEC-related latency while often providing improved packet erasure recovery capabilities.

このドキュメントでは、スライディングウィンドウランダム線形コード(RLC)の2つの完全に指定された前方消失訂正(FEC)スキームについて説明します。1つはガロア体(別名、有限体)GF(2)上のRLC用、もう1つはガロア体上のRLCです。 GF(2 ^(8))、毎回コード密度を制御する可能性あり。それらは、スライディングウィンドウFECコードに拡張されたFECFRAMEによって定義されたラインに沿った任意のメディアストリームを保護できます。これらのスライディングウィンドウFECコードは、ソースシンボル上をスライドするエンコードウィンドウに依存し、必要に応じて新しい修復シンボルを生成します。ブロックFECコードと比較して、これらのスライディングウィンドウFECコードは、FEC関連のレイテンシの削減という点でリアルタイムフローに重要な利点を提供すると同時に、パケット消去の回復機能を向上させることがよくあります。

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本文書の状態

This is an Internet Standards Track document.

これはInternet Standards Trackドキュメントです。

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このドキュメントは、IETF(Internet Engineering Task Force)の製品です。これは、IETFコミュニティのコンセンサスを表しています。公開レビューを受け、インターネットエンジニアリングステアリンググループ(IESG)による公開が承認されました。インターネット標準の詳細については、RFC 7841のセクション2をご覧ください。

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Table of Contents

目次

   1.  Introduction
     1.1.  Limits of Block Codes with Real-Time Flows
     1.2.  Lower Latency and Better Protection of Real-Time Flows with
           the Sliding Window RLC Codes
     1.3.  Small Transmission Overheads with the Sliding Window RLC
           FEC Scheme
     1.4.  Document Organization
   2.  Definitions and Abbreviations
   3.  Common Procedures
     3.1.  Codec Parameters
     3.2.  ADU, ADUI, and Source Symbols Mappings
     3.3.  Encoding Window Management
     3.4.  Source Symbol Identification
     3.5.  Pseudorandom Number Generator (PRNG)
     3.6.  Coding Coefficients Generation Function
     3.7.  Finite Field Operations
       3.7.1.  Finite Field Definitions
       3.7.2.  Linear Combination of Source Symbol Computation
   4.  Sliding Window RLC FEC Scheme over GF(2^(8)) for Arbitrary
           Packet Flows
     4.1.  Formats and Codes
       4.1.1.  FEC Framework Configuration Information
       4.1.2.  Explicit Source FEC Payload ID
       4.1.3.  Repair FEC Payload ID
     4.2.  Procedures
   5.  Sliding Window RLC FEC Scheme over GF(2) for Arbitrary Packet
           Flows
     5.1.  Formats and Codes
       5.1.1.  FEC Framework Configuration Information
       5.1.2.  Explicit Source FEC Payload ID
       5.1.3.  Repair FEC Payload ID
     5.2.  Procedures
   6.  FEC Code Specification
     6.1.  Encoding Side
     6.2.  Decoding Side
   7.  Security Considerations
     7.1.  Attacks Against the Data Flow
       7.1.1.  Access to Confidential Content
       7.1.2.  Content Corruption
     7.2.  Attacks Against the FEC Parameters
     7.3.  When Several Source Flows are to be Protected Together
     7.4.  Baseline Secure FEC Framework Operation
     7.5.  Additional Security Considerations for Numerical
           Computations
   8.  Operations and Management Considerations
     8.1.  Operational Recommendations: Finite Field GF(2) Versus
           GF(2^(8))
     8.2.  Operational Recommendations: Coding Coefficients Density
           Threshold
   9.  IANA Considerations
   10. References
     10.1.  Normative References
     10.2.  Informative References
   Appendix A.  TinyMT32 Validation Criteria (Normative)
   Appendix B.  Assessing the PRNG Adequacy (Informational)
   Appendix C.  Possible Parameter Derivation (Informational)
     C.1.  Case of a CBR Real-Time Flow
     C.2.  Other Types of Real-Time Flow
     C.3.  Case of a Non-Real-Time Flow
   Appendix D.  Decoding Beyond Maximum Latency Optimization
           (Informational)
   Acknowledgments
   Authors' Addresses
        
1. Introduction
1. はじめに

Application-Level Forward Erasure Correction (AL-FEC) codes, or simply FEC codes, are a key element of communication systems. They are used to recover from packet losses (or erasures) during content delivery sessions to a potentially large number of receivers (multicast/broadcast transmissions). This is the case with the File Delivery over Unidirectional Transport (FLUTE)/Asynchronous Layered Coding (ALC) protocol [RFC6726] when used for reliable file transfers over lossy networks, and the FECFRAME protocol [RFC6363] when used for reliable continuous media transfers over lossy networks.

アプリケーションレベルの転送消去訂正(AL-FEC)コード、または単にFECコードは、通信システムの重要な要素です。それらは、コンテンツ配信セッション中の潜在的に多数のレシーバー(マルチキャスト/ブロードキャスト送信)へのパケット損失(または消去)からの回復に使用されます。これは、損失の多いネットワークを介した信頼性の高いファイル転送に使用する場合は一方向トランスポート(FLUTE)/非同期レイヤードコーディング(ALC)プロトコルを介したファイル配信、および信頼性の高い連続メディア転送を使用する場合はFECFRAMEプロトコル[RFC6363]に当てはまります。損失の多いネットワーク。

The present document only focuses on the FECFRAME protocol, which is used in multicast/broadcast delivery mode, particularly for content that features stringent real-time constraints: each source packet has a maximum validity period after which it will not be considered by the destination application.

このドキュメントは、マルチキャスト/ブロードキャスト配信モードで使用されるFECFRAMEプロトコルのみに焦点を当てています。特に、厳しいリアルタイム制約を特徴とするコンテンツの場合:各ソースパケットには最大の有効期間があり、それ以降は宛先アプリケーションで考慮されません。 。

1.1. Limits of Block Codes with Real-Time Flows
1.1. リアルタイムフローでのブロックコードの制限

With FECFRAME, there is a single FEC encoding point (either an end host/server (source) or a middlebox) and a single FEC decoding point per receiver (either an end host (receiver) or middlebox). In this context, currently standardized AL-FEC codes for FECFRAME like Reed-Solomon [RFC6865], LDPC-Staircase [RFC6816], or Raptor/RaptorQ [RFC6681], are all linear block codes: they require the data flow to be segmented into blocks of a predefined maximum size.

FECFRAMEでは、単一のFECエンコードポイント(エンドホスト/サーバー(ソース)またはミドルボックス)と、レシーバーごとに単一のFECデコードポイント(エンドホスト(レシーバー)またはミドルボックス)があります。このコンテキストでは、Reed-Solomon [RFC6865]、LDPC-Staircase [RFC6816]、またはRaptor / RaptorQ [RFC6681]などのFECFRAME用に現在標準化されているAL-FECコードはすべて線形ブロックコードであり、データフローをセグメント化する必要があります。事前定義された最大サイズのブロック。

To define this block size, it is required to find an appropriate balance between robustness and decoding latency: the larger the block size, the higher the robustness (e.g., in case of long packet erasure bursts), but also the higher the maximum decoding latency (i.e., the maximum time required to recover a lost (erased) packet thanks to FEC protection). Therefore, with a multicast/broadcast session where different receivers experience different packet loss rates, the block size should be chosen by considering the worst communication conditions one wants to support, but without exceeding the desired maximum decoding latency. This choice then impacts the FEC-related latency of all receivers, even those experiencing a good communication quality, since no FEC encoding can happen until all the source data of the block is available at the sender, which directly depends on the block size.

このブロックサイズを定義するには、堅牢性とデコードレイテンシの適切なバランスを見つける必要があります。ブロックサイズが大きいほど、堅牢性が高くなります(たとえば、長いパケット消去バーストの場合)だけでなく、最大デコードレイテンシも高くなります。 (つまり、FEC保護により失われた(消去された)パケットを回復するのに必要な最大時間)。したがって、異なるレシーバーが異なるパケット損失率を経験するマルチキャスト/ブロードキャストセッションでは、ブロックサイズは、サポートしたい最悪の通信条件を考慮して選択する必要がありますが、必要な最大デコードレイテンシを超えることはありません。この選択は、ブロックのすべてのソースデータが送信側で使用可能になるまでブロックサイズに直接依存するまで、FECエンコーディングが発生しないため、すべての受信側のFEC関連の遅延に影響を与えます。

1.2. Lower Latency and Better Protection of Real-Time Flows with the Sliding Window RLC Codes

1.2. スライディングウィンドウRLCコードによるリアルタイムフローのレイテンシの短縮と保護の向上

This document introduces two fully specified FEC schemes that do not follow the block code approach: the Sliding Window Random Linear Codes (RLC) over either Galois Fields (a.k.a., Finite Fields) GF(2) (the "binary case") or GF(2^(8)), each time with the possibility of controlling the code density. These FEC schemes are used to protect arbitrary media streams along the lines defined by FECFRAME extended to Sliding Window FEC Codes [RFC8680]. These FEC schemes and, more generally, Sliding Window FEC Codes are recommended, for instance, with media that feature real-time constraints sent within a multicast/broadcast session [Roca17].

このドキュメントでは、ブロックコードアプローチに従わない2つの完全に指定されたFECスキームを紹介します。ガロア体(別名、有限体)GF(2)(「バイナリケース」)またはGF(のいずれかに対するスライディングウィンドウランダム線形コード(RLC)です。 2 ^(8))、毎回コード密度を制御する可能性あり。これらのFECスキームは、スライディングウィンドウFECコード[RFC8680]に拡張されたFECFRAMEによって定義されたラインに沿って任意のメディアストリームを保護するために使用されます。これらのFECスキーム、より一般的には、スライディングウィンドウFECコードは、たとえば、マルチキャスト/ブロードキャストセッション[Roca17]内で送信されるリアルタイム制約を特徴とするメディアで推奨されます。

The RLC codes belong to the broad class of Sliding Window AL-FEC Codes (a.k.a., convolutional codes) [RFC8406]. The encoding process is based on an encoding window that slides over the set of source packets (in fact source symbols as we will see in Section 3.2), this window being either of fixed size or variable size (a.k.a., an elastic window). Repair symbols are generated on-the-fly, by computing a random linear combination of the source symbols present in the current encoding window, and passed to the transport layer.

RLCコードは、幅広い種類のスライディングウィンドウAL-FECコード(別名、畳み込みコード)[RFC8406]に属しています。エンコーディングプロセスは、ソースパケットのセット上をスライドするエンコーディングウィンドウ(セクション3.2で確認できるように、実際にはソースシンボル)に基づいています。このウィンドウは、固定サイズまたは可変サイズ(別名、弾性ウィンドウ)です。修復シンボルは、現在のエンコーディングウィンドウに存在するソースシンボルのランダムな線形結合を計算することによってオンザフライで生成され、トランスポート層に渡されます。

At the receiver, a linear system is managed from the set of received source and repair packets. New variables (representing source symbols) and equations (representing the linear combination carried by each repair symbol received) are added upon receiving new packets. Variables and the equations they are involved in are removed when they are too old with respect to their validity period (real-time constraints). Lost source symbols are then recovered thanks to this linear system whenever its rank permits to solve it (at least partially).

受信側では、受信した一連の送信元と修復パケットから線形システムが管理されます。新しいパケットを受信すると、新しい変数(ソースシンボルを表す)と方程式(受信した各修復シンボルによって運ばれる線形結合を表す)が追加されます。変数とそれらが関係する方程式は、それらが有効期間(リアルタイム制約)に関して古すぎる場合に削除されます。次に、この線形システムにより、ランクが(少なくとも部分的に)解決できる場合は常に、失われたソースシンボルが回復されます。

The protection of any multicast/broadcast session needs to be dimensioned by considering the worst communication conditions one wants to support. This is also true with RLC (more generally, any sliding window) code. However, the receivers experiencing a good to medium communication quality will observe a reduced FEC-related latency compared to block codes [Roca17] since an isolated lost source packet is quickly recovered with the following repair packet. On the opposite, with a block code, recovering an isolated lost source packet always requires waiting for the first repair packet to arrive after the end of the block. Additionally, under certain situations (e.g., with a limited FEC-related latency budget and with constant bitrate transmissions after FECFRAME encoding), Sliding Window Codes can more efficiently achieve a target transmission quality (e.g., measured by the residual loss after FEC decoding) by sending fewer repair packets (i.e., higher code rate) than block codes.

マルチキャスト/ブロードキャストセッションの保護は、サポートしたい最悪の通信条件を考慮することによって調整する必要があります。これは、RLC(より一般的には、任意のスライディングウィンドウ)コードにも当てはまります。ただし、通信品質が中程度の受信機では、ブロックコード[Roca17]と比較してFEC関連の遅延が減少します。これは、孤立した失われたソースパケットが次の修復パケットですばやく回復されるためです。反対に、ブロックコードを使用すると、孤立した失われたソースパケットを回復するには、ブロックの終了後に最初の修復パケットが到着するのを待つ必要があります。さらに、特定の状況下(たとえば、FECRAMEエンコード後の限られたFEC関連のレイテンシバジェットと一定のビットレート送信)では、スライディングウィンドウコードは、(たとえば、FECデコード後の残留損失によって測定される)ターゲット送信品質をより効率的に達成できます。ブロックコードよりも少ない修復パケット(つまり、高いコードレート)を送信します。

1.3. Small Transmission Overheads with the Sliding Window RLC FEC Scheme

1.3. スライディングウィンドウRLC FECスキームを使用した小さな伝送オーバーヘッド

The Sliding Window RLC FEC scheme is designed to limit the packet header overhead. The main requirement is that each repair packet header must enable a receiver to reconstruct the set of source symbols plus the associated coefficients used during the encoding process. In order to minimize packet overhead, the set of source symbols in the encoding window as well as the set of coefficients over GF(2^(m)) (where m is 1 or 8, depending on the FEC scheme) used in the linear combination are not individually listed in the repair packet header. Instead, each FEC Repair Packet header contains:

スライディングウィンドウRLC FECスキームは、パケットヘッダーのオーバーヘッドを制限するように設計されています。主な要件は、各修復パケットヘッダーで、受信側がソースシンボルのセットと、エンコードプロセス中に使用される関連係数を再構成できるようにする必要があることです。パケットのオーバーヘッドを最小化するために、線形で使用されるエンコードウィンドウのソースシンボルのセットと、GF(2 ^(m))の係数のセット(mはFECスキームに応じて1または8)組み合わせは、修復パケットヘッダーに個別にリストされていません。代わりに、各FEC修復パケットヘッダーには次のものが含まれます。

* the Encoding Symbol Identifier (ESI) of the first source symbol in the encoding window as well as the number of symbols (since this number may vary with a variable size, elastic window). These two pieces of information enable each receiver to reconstruct the set of source symbols considered during encoding, the only constraint being that there cannot be any gap;

* エンコーディングウィンドウの最初のソースシンボルのエンコーディングシンボル識別子(ESI)とシンボルの数(この数は可変サイズのエラスティックウィンドウで異なる場合があるため)。これらの2つの情報により、各受信機は、エンコード中に考慮されるソースシンボルのセットを再構築できます。唯一の制約は、ギャップがないことです。

* the seed and density threshold parameters used by a coding coefficients generation function (Section 3.6). These two pieces of information enable each receiver to generate the same set of coding coefficients over GF(2^(m)) as the sender;

* コーディング係数生成関数(セクション3.6)で使用されるシードと密度のしきい値パラメーター。これらの2つの情報により、各受信者はGF(2 ^(m))を介して送信者と同じコーディング係数のセットを生成できます。

Therefore, no matter the number of source symbols present in the encoding window, each FEC Repair Packet features a fixed 64-bit long header, called Repair FEC Payload ID (Figure 8). Similarly, each FEC Source Packet features a fixed 32-bit long trailer, called Explicit Source FEC Payload ID (Figure 6), that contains the ESI of the first source symbol (Section 3.2).

したがって、エンコードウィンドウに存在するソースシンボルの数に関係なく、各FEC修復パケットには、修復FECペイロードIDと呼ばれる64ビット長の固定ヘッダーが備わっています(図8)。同様に、各FECソースパケットには、明示的なソースFECペイロードID(図6)と呼ばれる32ビットの固定トレーラーがあり、最初のソースシンボル(セクション3.2)のESIが含まれています。

1.4. Document Organization
1.4. ドキュメント編成

This fully-specified FEC scheme follows the structure required by [RFC6363], Section 5.6 ("FEC Scheme Requirements"), namely:

この完全に指定されたFECスキームは、[RFC6363]のセクション5.6(「FECスキーム要件」)で要求される構造に従います。

3. Procedures: This section describes procedures specific to this FEC scheme, namely: RLC parameters derivation, ADUI and source symbols mapping, pseudorandom number generator, and coding coefficients generation function;

3. 手順:このセクションでは、このFECスキームに固有の手順について説明します。RLCパラメータの導出、ADUIとソースシンボルのマッピング、疑似乱数ジェネレータ、およびコーディング係数生成関数。

4. Formats and Codes: This section defines the Source FEC Payload ID and Repair FEC Payload ID formats, carrying the signaling information associated to each source or repair symbol. It also defines the FEC Framework Configuration Information (FFCI) carrying signaling information for the session;

4. フォーマットとコード:このセクションでは、ソースFECペイロードIDと修理FECペイロードIDのフォーマットを定義し、各ソースまたは修理シンボルに関連付けられたシグナリング情報を伝えます。また、セッションのシグナリング情報を伝達するFECフレームワーク構成情報(FFCI)も定義します。

5. FEC Code Specification: Finally this section provides the code specification.

5. FECコード仕様:最後に、このセクションではコード仕様を示します。

2. Definitions and Abbreviations
2. 定義と略語

The key words "MUST", "MUST NOT", "REQUIRED", "SHALL", "SHALL NOT", "SHOULD", "SHOULD NOT", "RECOMMENDED", "NOT RECOMMENDED", "MAY", and "OPTIONAL" in this document are to be interpreted as described in BCP 14 [RFC2119] [RFC8174] when, and only when, they appear in all capitals, as shown here.

この文書のキーワード "MUST", "MUST NOT", "REQUIRED", "SHALL", "SHALL NOT", "SHOULD", "SHOULD NOT", "RECOMMENDED", "MAY", および "OPTIONAL" はBCP 14 [RFC2119] [RFC8174]で説明されているように、すべて大文字の場合にのみ解釈されます。

This document uses the following definitions and abbreviations:

このドキュメントでは、次の定義と略語を使用しています。

a^(b) a to the power of b

a ^(b)aのb乗

GF(q) denotes a finite field (also known as the Galois Field) with q elements. We assume that q = 2^(m) in this document

GF(q)は、q要素の有限体(ガロア体とも呼ばれる)を表します。このドキュメントではq = 2 ^(m)と仮定します

m defines the length of the elements in the finite field, in bits. In this document, m is equal to 1 or 8

mは、有限フィールドの要素の長さをビット単位で定義します。このドキュメントでは、mは1または8です。

ADU: Application Data Unit

ADU:アプリケーションデータユニット

ADUI: Application Data Unit Information (includes the F, L and padding fields in addition to the ADU)

ADUI:アプリケーションデータユニット情報(ADUに加えてF、L、パディングフィールドを含む)

E: size of an encoding symbol (i.e., source or repair symbol), assumed fixed (in bytes)

E:エンコードシンボル(つまり、ソースシンボルまたは修復シンボル)のサイズ、固定(バイト単位)と想定

br_in: transmission bitrate at the input of the FECFRAME sender, assumed fixed (in bits/s)

br_in:FECFRAME送信側の入力での伝送ビットレート、固定(ビット/秒)と仮定

br_out: transmission bitrate at the output of the FECFRAME sender, assumed fixed (in bits/s)

br_out:FECFRAME送信機の出力での伝送ビットレート、固定(ビット/秒)と仮定

max_lat: maximum FEC-related latency within FECFRAME (a decimal number expressed in seconds)

max_lat:FECFRAME内のFEC関連の最大レイテンシ(秒で表される10進数)

cr: RLC coding rate, ratio between the total number of source symbols and the total number of source plus repair symbols

cr:RLCコーディングレート、ソースシンボルの総数とソースと修復シンボルの総数の比率

ew_size: encoding window current size at a sender (in symbols)

ew_size:送信側でのエンコードウィンドウの現在のサイズ(シンボル単位)

ew_max_size: encoding window maximum size at a sender (in symbols)

ew_max_size:送信側でのエンコードウィンドウの最大サイズ(シンボル単位)

dw_max_size: decoding window maximum size at a receiver (in symbols)

dw_max_size:レシーバーでのデコードウィンドウの最大サイズ(シンボル単位)

ls_max_size: linear system maximum size (or width) at a receiver (in symbols)

ls_max_size:レシーバーでの線形システムの最大サイズ(または幅)(シンボル単位)

WSR: window size ratio parameter used to derive ew_max_size (encoder) and ls_max_size (decoder).

WSR:ew_max_size(エンコーダー)およびls_max_size(デコーダー)の導出に使用されるウィンドウサイズ比パラメーター。

PRNG: pseudorandom number generator

PRNG:疑似乱数ジェネレータ

TinyMT32: PRNG used in this specification.

TinyMT32:この仕様で使用されるPRNG。

DT: coding coefficients density threshold, an integer between 0 and 15 (inclusive) the controls the fraction of coefficients that are nonzero

DT:コーディング係数密度しきい値、0から15までの整数(両端を含む)は、ゼロ以外の係数の割合を制御します

3. Common Procedures
3. 一般的な手順

This section introduces the procedures that are used by these FEC schemes.

このセクションでは、これらのFECスキームで使用される手順を紹介します。

3.1. Codec Parameters
3.1. コーデックパラメータ

A codec implementing the Sliding Window RLC FEC scheme relies on several parameters:

スライディングウィンドウRLC FECスキームを実装するコーデックは、いくつかのパラメーターに依存しています。

Maximum FEC-related latency budget, max_lat (a decimal number expressed in seconds) with real-time flows: a source ADU flow can have real-time constraints, and therefore any FECFRAME related operation should take place within the validity period of each ADU (Appendix D describes an exception to this rule). When there are multiple flows with different real-time constraints, we consider the most stringent constraints (see item 6 in Section 10.2 of [RFC6363], for recommendations when several flows are globally protected). The maximum FEC-related latency budget, max_lat, accounts for all sources of latency added by FEC encoding (at a sender) and FEC decoding (at a receiver). Other sources of latency (e.g., added by network communications) are out of scope and must be considered separately (said differently, they have already been deducted from max_lat). max_lat can be regarded as the latency budget permitted for all FEC-related operations. This is an input parameter that enables a FECFRAME sender to derive other internal parameters (see Appendix C);

リアルタイムフローでの最大FEC関連のレイテンシバジェット、max_lat(10進数で表した秒数):ソースADUフローにはリアルタイム制約がある可能性があるため、FECFRAME関連の操作は各ADUの有効期間内に実行する必要があります(付録Dでは、このルールの例外について説明しています)。リアルタイム制約が異なる複数のフローがある場合、最も厳しい制約を考慮します(複数のフローがグローバルに保護されている場合の推奨事項については、[RFC6363]のセクション10.2の項目6を参照してください)。 FEC関連の最大遅延バジェットであるmax_latは、FECエンコーディング(送信側)およびFECデコード(受信側)によって追加されたすべての遅延ソースを考慮に入れています。他のレイテンシの原因(ネットワーク通信によって追加されるなど)は範囲外であり、個別に検討する必要があります(言い換えると、それらは既にmax_latから差し引かれています)。 max_latは、すべてのFEC関連の操作に許可されたレイテンシバジェットと見なすことができます。これは、FECFRAME送信者が他の内部パラメーターを導出できるようにする入力パラメーターです(付録Cを参照)。

Encoding window current (resp. maximum) size, ew_size (resp. ew_max_size) (in symbols): at a FECFRAME sender, during FEC encoding, a repair symbol is computed as a linear combination of the ew_size source symbols present in the encoding window. The ew_max_size is the maximum size of this window, while ew_size is the current size. For example, in the common case at session start, upon receiving new source ADUs, the ew_size progressively increases until it reaches its maximum value, ew_max_size. We have:

エンコードウィンドウの現在の(最大の)サイズ、ew_size(それぞれのew_max_size)(シンボル単位):FECFRAME送信側で、FECエンコード中に、修復シンボルは、エンコードウィンドウに存在するew_sizeソースシンボルの線形結合として計算されます。 ew_max_sizeはこのウィンドウの最大サイズであり、ew_sizeは現在のサイズです。たとえば、セッション開始時の一般的なケースでは、新しいソースADUを受信すると、ew_sizeは最大値のew_max_sizeに達するまで徐々に増加します。我々は持っています:

         0 < ew_size <= ew_max_size
        

Decoding window maximum size, dw_max_size (in symbols): at a FECFRAME receiver, dw_max_size is the maximum number of received or lost source symbols that are still within their latency budget;

デコードウィンドウの最大サイズ、dw_max_size(シンボル単位):FECFRAMEレシーバーでは、dw_max_sizeは、受信遅延または失われたソースシンボルの最大数であり、まだレイテンシバジェット内にあります。

Linear system maximum size, ls_max_size (in symbols): at a FECFRAME receiver, the linear system maximum size, ls_max_size, is the maximum number of received or lost source symbols in the linear system (i.e., the variables). It SHOULD NOT be smaller than dw_max_size since it would mean that, even after receiving a sufficient number of FEC Repair Packets, a lost ADU may not be recovered just because the associated source symbols have been prematurely removed from the linear system, which is usually counter-productive. On the opposite, the linear system MAY grow beyond the dw_max_size (Appendix D);

線形システムの最大サイズ、ls_max_size(シンボル単位):FECFRAMEレシーバーでの線形システムの最大サイズ、ls_max_sizeは、線形システムで受信または失われたソースシンボル(つまり、変数)の最大数です。これは、十分な数のFEC修復パケットを受信した後でも、関連付けられたソースシンボルが通常はカウンターである線形システムから時期尚早に削除されているために、失われたADUが回復されない可能性があるため、dw_max_sizeより小さくしないでください-生産的。反対に、線形システムはdw_max_size(付録D)を超えて大きくなる場合があります(MAY)。

Symbol size, E (in bytes): the E parameter determines the source and repair symbol sizes (necessarily equal). This is an input parameter that enables a FECFRAME sender to derive other internal parameters, as explained below. An implementation at a sender MUST fix the E parameter and MUST communicate it as part of the FEC Scheme-Specific Information (Section 4.1.1.2).

シンボルサイズ、E(バイト単位):Eパラメーターは、ソースと修復のシンボルサイズ(必要に応じて等しい)を決定します。これは、以下で説明するように、FECFRAME送信側が他の内部パラメーターを導出できるようにする入力パラメーターです。送信者の実装はEパラメータを修正しなければならず(MUST)、それをFECスキーム固有情報の一部として通信しなければなりません(セクション4.1.1.2)。

Code rate, cr: The code rate parameter determines the amount of redundancy added to the flow. More precisely the cr is the ratio between the total number of source symbols and the total number of source plus repair symbols and by definition: 0 < cr <= 1. This is an input parameter that enables a FECFRAME sender to derive other internal parameters, as explained below. However, there is no need to communicate the cr parameter per see (it's not required to process a repair symbol at a receiver). This code rate parameter can be static. However, in specific use-cases (e.g., with unicast transmissions in presence of a feedback mechanism that estimates the communication quality, out of scope of FECFRAME), the code rate may be adjusted dynamically.

コードレート、cr:コードレートパラメーターは、フローに追加される冗長性の量を決定します。より正確には、crはソースシンボルの総数とソースと修復シンボルの総数の比率であり、定義により0 <cr <= 1です。これは、FECFRAME送信者が他の内部パラメーターを導出できるようにする入力パラメーターです。以下で説明します。ただし、シーパラメーターごとにcrパラメーターを通信する必要はありません(受信機で修復シンボルを処理する必要はありません)。このコードレートパラメータは静的にすることができます。ただし、特定のユースケースでは(たとえば、FECFRAMEの範囲外で、通信品質を推定するフィードバックメカニズムが存在するユニキャスト送信の場合)、コードレートは動的に調整されます。

Appendix C proposes non-normative techniques to derive those parameters, depending on the use-case specificities.

付録Cは、ユースケースの特性に応じて、これらのパラメーターを導出するための非規範的手法を提案しています。

3.2. ADU, ADUI, and Source Symbols Mappings
3.2. それ、それ、そしてソースシンボルのマッピング

At a sender, an ADU coming from the application is not directly mapped to source symbols. When multiple source flows (e.g., media streams) are mapped onto the same FECFRAME instance, each flow is assigned its own Flow ID value (see below). This Flow ID is then prepended to each ADU before FEC encoding. This way, FEC decoding at a receiver also recovers this Flow ID and the recovered ADU can be assigned to the right source flow (note that the 5-tuple used to identify the right source flow of a received ADU is absent with a recovered ADU since it is not FEC protected).

送信側では、アプリケーションからのADUはソースシンボルに直接マッピングされません。複数のソースフロー(メディアストリームなど)が同じFECFRAMEインスタンスにマッピングされる場合、各フローには独自のフローID値が割り当てられます(以下を参照)。このフローIDは、FECエンコーディングの前に各ADUに付加されます。このように、受信機でのFECデコードもこのフローIDを回復し、回復したADUを正しいソースフローに割り当てることができます(受信したADUの正しいソースフローを識別するために使用される5タプルには、回復したADUがないため、 FEC保護されていません)。

Additionally, since ADUs are of variable size, padding is needed so that each ADU (with its flow identifier) contribute to an integral number of source symbols. This requires adding the original ADU length to each ADU before doing FEC encoding. Because of these requirements, an intermediate format, the ADUI, or ADU Information, is considered [RFC6363].

さらに、ADUは可変サイズであるため、各ADU(およびそのフロー識別子)が整数のソースシンボルに寄与するようにパディングが必要です。これには、FECエンコーディングを行う前に、各ADUに元のADUの長さを追加する必要があります。これらの要件のため、中間形式であるADUI、つまりADU情報は[RFC6363]と見なされます。

For each incoming ADU, an ADUI MUST be created as follows. First of all, 3 bytes are prepended (Figure 1):

着信ADUごとに、次のようにADUIを作成する必要があります。まず、3バイトが付加されます(図1)。

Flow ID (F) (8-bit field): this unsigned byte contains the integer identifier associated to the source ADU flow to which this ADU belongs. It is assumed that a single byte is sufficient, which implies that no more than 256 flows will be protected by a single FECFRAME session instance.

フローID(F)(8ビットフィールド):この符号なしバイトには、このADUが属するソースADUフローに関連付けられた整数の識別子が含まれます。単一のバイトで十分であると想定されています。これは、単一のFECFRAMEセッションインスタンスによって256を超えるフローが保護されないことを意味します。

Length (L) (16-bit field): this unsigned integer contains the length of this ADU, in network byte order (i.e., big endian). This length is for the ADU itself and does not include the F, L, or Pad fields.

長さ(L)(16ビットフィールド):この符号なし整数には、このADUの長さがネットワークバイトオーダー(つまり、ビッグエンディアン)で含まれています。この長さはADU自体の長さであり、F、L、またはPadフィールドは含まれません。

Then, zero padding is added to the ADU if needed:

次に、必要に応じてゼロパディングがADUに追加されます。

Padding (Pad) (variable size field): this field contains zero padding to align the F, L, ADU and padding up to a size that is multiple of E bytes (i.e., the source and repair symbol length).

パディング(パッド)(可変サイズフィールド):このフィールドには、F、L、ADUを揃えるためのゼロパディングと、Eバイトの倍数のサイズ(つまり、ソースと修復シンボルの長さ)までのパディングが含まれます。

The data unit resulting from the ADU and the F, L, and Pad fields is called ADUI. Since ADUs can have different sizes, this is also the case for ADUIs. However, an ADUI always contributes to an integral number of source symbols.

ADUとF、L、およびPadフィールドから得られるデータ単位はADUIと呼ばれます。 ADUはサイズが異なる場合があるため、ADUIの場合も同様です。ただし、ADUIは常にソースシンボルの整数倍に寄与します。

      symbol length, E              E                     E
   < ------------------ >< ------------------ >< ------------------ >
   +-+--+---------------------------------------------+-------------+
   |F| L|                     ADU                     |     Pad     |
   +-+--+---------------------------------------------+-------------+
        

Figure 1: ADUI Creation Example, Resulting in Three Source Symbols

図1:ADUIの作成例、結果として3つのソースシンボル

Note that neither the initial 3 bytes nor the optional padding are sent over the network. However, they are considered during FEC encoding, and a receiver that lost a certain FEC Source Packet (e.g., the UDP datagram containing this FEC Source Packet when UDP is used as the transport protocol) will be able to recover the ADUI if FEC decoding succeeds. Thanks to the initial 3 bytes, this receiver will get rid of the padding (if any) and identify the corresponding ADU flow.

最初の3バイトもオプションのパディングもネットワーク経由で送信されないことに注意してください。ただし、これらはFECエンコード中に考慮され、特定のFECソースパケット(たとえば、UDPがトランスポートプロトコルとして使用されているときにこのFECソースパケットを含むUDPデータグラム)を失った受信者は、FECデコードが成功した場合にADUIを回復できます。 。最初の3バイトのおかげで、このレシーバーはパディング(ある場合)を取り除き、対応するADUフローを識別します。

3.3. Encoding Window Management
3.3. エンコーディングウィンドウ管理

Source symbols and the corresponding ADUs are removed from the encoding window:

ソースシンボルと対応するADUがエンコーディングウィンドウから削除されます。

* when the sliding encoding window has reached its maximum size, ew_max_size. In that case the oldest symbol MUST be removed before adding a new symbol, so that the current encoding window size always remains inferior or equal to the maximum size: ew_size <= ew_max_size;

* スライディングエンコーディングウィンドウが最大サイズew_max_sizeに達したとき。その場合、新しいシンボルを追加する前に最も古いシンボルを削除する必要があります。これにより、現在のエンコードウィンドウサイズは常に最大サイズ以下になります。ew_size <= ew_max_size;

* when an ADU has reached its maximum validity duration in case of a real-time flow. When this happens, all source symbols corresponding to the ADUI that expired SHOULD be removed from the encoding window;

* リアルタイムフローの場合に、ADUが最大有効期間に達したとき。これが発生した場合、有効期限が切れたADUIに対応するすべてのソースシンボルをエンコードウィンドウから削除する必要があります。

Source symbols are added to the sliding encoding window each time a new ADU arrives, once the ADU-to-source symbols mapping has been performed (Section 3.2). The current size of the encoding window, ew_size, is updated after adding new source symbols. This process may require to remove old source symbols so that: ew_size <= ew_max_size.

ソースシンボルは、ADUからソースシンボルへのマッピングが実行されると(セクション3.2)、新しいADUが到着するたびにスライディングエンコーディングウィンドウに追加されます。エンコーディングウィンドウの現在のサイズew_sizeは、新しいソースシンボルを追加した後に更新されます。このプロセスでは、次のように古いソースシンボルを削除する必要がある場合があります:ew_size <= ew_max_size。

Note that a FEC codec may feature practical limits in the number of source symbols in the encoding window (e.g., for computational complexity reasons). This factor may further limit the ew_max_size value, in addition to the maximum FEC-related latency budget (Section 3.1).

FECコーデックは、(たとえば、計算の複雑さの理由で)エンコーディングウィンドウ内のソー​​スシンボルの数に実際的な制限がある場合があることに注意してください。この係数は、最大FEC関連のレイテンシバジェットに加えて、ew_max_size値をさらに制限する場合があります(セクション3.1)。

3.4. Source Symbol Identification
3.4. ソースシンボルの識別

Each source symbol is identified by an Encoding Symbol ID (ESI), an unsigned integer. The ESI of source symbols MUST start with value 0 for the first source symbol and MUST be managed sequentially. Wrapping to zero happens after reaching the maximum value made possible by the ESI field size (this maximum value is FEC scheme dependent, for instance, 2^(32)-1 with FEC schemes 9 and 10).

各ソースシンボルは、符号なし整数であるエンコーディングシンボルID(ESI)によって識別されます。ソースシンボルのESIは、最初のソースシンボルの値0で始まり、連続して管理される必要があります。ゼロへの折り返しは、ESIフィールドサイズによって可能になった最大値に達した後に発生します(この最大値はFECスキームに依存します。たとえば、FECスキーム9および10では2 ^(32)-1)。

No such consideration applies to repair symbols.

そのような考慮事項は、修復シンボルには適用されません。

3.5. Pseudorandom Number Generator (PRNG)
3.5. 疑似乱数ジェネレーター(PRNG)

In order to compute coding coefficients (see Section 3.6), the RLC FEC schemes rely on the TinyMT32 PRNG defined in [RFC8682] with two additional functions defined in this section.

コーディング係数を計算するために(セクション3.6を参照)、RLC FECスキームは、[RFC8682]で定義されているTinyMT32 PRNGに依存しており、このセクションで定義されている2つの関数が追加されています。

This PRNG MUST first be initialized with a 32-bit unsigned integer, used as a seed, with:

このPRNGは、最初に、シードとして使用される32ビットの符号なし整数で初期化する必要があります。

void tinymt32_init (tinymt32_t * s, uint32_t seed);

void tinymt32_init(tinymt32_t * s、uint32_tシード);

With the FEC schemes defined in this document, the seed is in practice restricted to a value between 0 and 0xFFFF inclusive (note that this PRNG accepts a seed value equal to 0), since this is the Repair_Key 16-bit field value of the Repair FEC Payload ID (Section 4.1.3). In practice, how to manage the seed and Repair_Key values (both are equal) is left to the implementer, using a monotonically increasing counter being one possibility (Section 6.1). In addition to the seed, this function takes as parameter a pointer to an instance of a tinymt32_t structure that is used to keep the internal state of the PRNG.

このドキュメントで定義されているFECスキームでは、シードは実際には0から0xFFFFまでの値に制限されます(このPRNGは0に等しいシード値を受け入れることに注意してください)。これは、RepairのRepair_Key 16ビットフィールド値だからです。 FECペイロードID(セクション4.1.3)。実際には、シードとRepair_Keyの値(どちらも等しい)を管理する方法は、単調に増加するカウンターを使用することで実装者に委ねられます(セクション6.1)。シードに加えて、この関数は、PRNGの内部状態を維持するために使用されるtinymt32_t構造体のインスタンスへのポインターをパラメーターとして受け取ります。

Then, each time a new pseudorandom integer between 0 and 15 inclusive (4-bit pseudorandom integer) is needed, the following function is used:

次に、0から15までの新しい疑似乱数整数(4ビットの疑似乱数整数)が必要になるたびに、次の関数が使用されます。

uint32_t tinymt32_rand16 (tinymt32_t * s);

uint32_t tinymt32_rand16(tinymt32_t * s);

This function takes as parameter a pointer to the same tinymt32_t structure (that is left unchanged between successive calls to the function).

この関数は、同じtinymt32_t構造体へのポインターをパラメーターとして受け取ります(これは、関数への連続した呼び出し間で変更されません)。

Similarly, each time a new pseudorandom integer between 0 and 255 inclusive (8-bit pseudorandom integer) is needed, the following function is used:

同様に、0から255までの新しい疑似乱数整数(8ビットの疑似乱数整数)が必要になるたびに、次の関数が使用されます。

uint32_t tinymt32_rand256 (tinymt32_t * s);

uint32_t tinymt32_rand256(tinymt32_t * s);

These two functions keep respectively the 4 or 8 less significant bits of the 32-bit pseudorandom number generated by the tinymt32_generate_uint32() function of [RFC8682]. This is done by computing the result of a binary AND between the tinymt32_generate_uint32() output and respectively the 0xF or 0xFF constants, using 32-bit unsigned integer operations. Figure 2 shows a possible implementation. This is a C language implementation, written for C99 [C99]. Test results discussed in Appendix B show that this simple technique, applied to this PRNG, is in line with the RLC FEC schemes needs.

これら2つの関数は、[RFC8682]のtinymt32_generate_uint32()関数によって生成された32ビットの疑似乱数の下位4ビットまたは8ビットをそれぞれ保持します。これは、tinymt32_generate_uint32()出力と0xFまたは0xFF定数それぞれとの間のバイナリANDの結果を32ビットの符号なし整数演算を使用して計算することによって行われます。図2は可能な実装を示しています。これは、C99 [C99]用に書かれたC言語の実装です。付録Bで説明されているテスト結果は、このPRNGに適用されるこの単純な手法が、RLC FECスキームのニーズに沿っていることを示しています。

   <CODE BEGINS>
   /**
    * This function outputs a pseudorandom integer in [0 .. 15] range.
    *
    * @param s     pointer to tinymt internal state.
    * @return      unsigned integer between 0 and 15 inclusive.
    */
   uint32_t tinymt32_rand16(tinymt32_t *s)
   {
       return (tinymt32_generate_uint32(s) & 0xF);
   }
        
   /**
    * This function outputs a pseudorandom integer in [0 .. 255] range.
    *
    * @param s     pointer to tinymt internal state.
    * @return      unsigned integer between 0 and 255 inclusive.
    */
   uint32_t tinymt32_rand256(tinymt32_t *s)
   {
       return (tinymt32_generate_uint32(s) & 0xFF);
   }
   <CODE ENDS>
        

Figure 2: 4-bit and 8-bit Mapping Functions for TinyMT32

図2:TinyMT32の4ビットおよび8ビットのマッピング関数

Any implementation of this PRNG MUST have the same output as that provided by the reference implementation of [RFC8682]. In order to increase the compliance confidence, three criteria are proposed: the one described in [RFC8682] (for the TinyMT32 32-bit unsigned integer generator), and the two others detailed in Appendix A (for the mapping to 4-bit and 8-bit intervals). Because of the way the mapping functions work, it is unlikely that an implementation that fulfills the first criterion fails to fulfill the two others.

このPRNGの実装は、[RFC8682]のリファレンス実装によって提供されるものと同じ出力を持つ必要があります。コンプライアンスの信頼性を高めるために、3つの基準が提案されています。[RFC8682]で説明されているもの(TinyMT32 32ビット符号なし整数ジェネレーター用)と、付録Aで詳述されている他の2つ(4ビットと8へのマッピング用)ビット間隔)。マッピング関数が機能する方法により、最初の基準を満たす実装が他の2つの基準を満たさないことはほとんどありません。

3.6. Coding Coefficients Generation Function
3.6. コーディング係数生成関数

The coding coefficients used during the encoding process are generated at the RLC encoder by the generate_coding_coefficients() function each time a new repair symbol needs to be produced. The fraction of coefficients that are nonzero (i.e., the density) is controlled by the DT (Density Threshold) parameter. DT has values between 0 (the minimum value) and 15 (the maximum value), and the average probability of having a nonzero coefficient equals (DT + 1) / 16. In particular, when DT equals 15 the function guaranties that all coefficients are nonzero (i.e., maximum density).

エンコーディングプロセス中に使用されるコーディング係数は、新しい修復シンボルを生成する必要があるたびに、generate_coding_coefficients()関数によってRLCエンコーダーで生成されます。非ゼロの係数の割合(つまり、密度)は、DT(密度しきい値)パラメーターによって制御されます。 DTは0(最小値)から15(最大値)の間の値を持ち、ゼロ以外の係数を持つ平均確率は(DT + 1)/ 16になります。特に、DTが15のとき、関数はすべての係数がゼロ以外(つまり、最大密度)。

These considerations apply to both the RLC over GF(2) and RLC over GF(2^(8)), the only difference being the value of the m parameter. With the RLC over GF(2) FEC scheme (Section 5), m is equal to 1. With RLC over GF(2^(8)) FEC scheme (Section 4), m is equal to 8.

これらの考慮事項は、GF(2)上のRLCとGF(2 ^(8))上のRLCの両方に適用されます。唯一の違いは、mパラメーターの値です。 RLC over GF(2)FECスキーム(セクション5)では、mは1に等しい。RLCover GF(2 ^(8))FECスキーム(セクション4)では、mは8に等しい。

Figure 3 shows the reference generate_coding_coefficients() implementation. This is a C language implementation, written for C99 [C99].

図3は、generate_coding_coefficients()実装のリファレンスを示しています。これは、C99 [C99]用に書かれたC言語の実装です。

   <CODE BEGINS>
   #include <string.h>
        
   /*
    * Fills in the table of coding coefficients (of the right size)
    * provided with the appropriate number of coding coefficients to
    * use for the repair symbol key provided.
    *
    * (in) repair_key    key associated to this repair symbol. This
    *                    parameter is ignored (useless) if m=1 and dt=15
    * (in/out) cc_tab    pointer to a table of the right size to store
    *                    coding coefficients. All coefficients are
    *                    stored as bytes, regardless of the m parameter,
    *                    upon return of this function.
    * (in) cc_nb         number of entries in the cc_tab table. This
    *                    value is equal to the current encoding window
    *                    size.
    * (in) dt            integer between 0 and 15 (inclusive) that
    *                    controls the density. With value 15, all
    *                    coefficients are guaranteed to be nonzero
    *                    (i.e., equal to 1 with GF(2) and equal to a
    *                    value in {1,... 255} with GF(2^^8)), otherwise
    *                    a fraction of them will be 0.
    * (in) m             Finite Field GF(2^^m) parameter. In this
    *                    document only values 1 and 8 are considered.
    * (out)              returns 0 in case of success, an error code
    *                    different than 0 otherwise.
    */
   int generate_coding_coefficients (uint16_t  repair_key,
                                     uint8_t*  cc_tab,
                                     uint16_t  cc_nb,
                                     uint8_t   dt,
                                     uint8_t   m)
   {
       uint32_t      i;
       tinymt32_t    s;    /* PRNG internal state */
        
       if (dt > 15) {
           return -1; /* error, bad dt parameter */
       }
       switch (m) {
       case 1:
           if (dt == 15) {
               /* all coefficients are 1 */
               memset(cc_tab, 1, cc_nb);
           } else {
               /* here coefficients are either 0 or 1 */
               tinymt32_init(&s, repair_key);
               for (i = 0 ; i < cc_nb ; i++) {
                   cc_tab[i] = (tinymt32_rand16(&s) <= dt) ? 1 : 0;
               }
           }
           break;
        
       case 8:
           tinymt32_init(&s, repair_key);
           if (dt == 15) {
               /* coefficient 0 is avoided here in order to include
                * all the source symbols */
               for (i = 0 ; i < cc_nb ; i++) {
                   do {
                       cc_tab[i] = (uint8_t) tinymt32_rand256(&s);
                   } while (cc_tab[i] == 0);
               }
           } else {
               /* here a certain number of coefficients should be 0 */
               for (i = 0 ; i < cc_nb ; i++) {
                   if (tinymt32_rand16(&s) <= dt) {
                       do {
                           cc_tab[i] = (uint8_t) tinymt32_rand256(&s);
                       } while (cc_tab[i] == 0);
                   } else {
                       cc_tab[i] = 0;
                   }
               }
           }
           break;
        
       default:
           return -2; /* error, bad parameter m */
       }
       return 0; /* success */
   }
   <CODE ENDS>
        

Figure 3: Reference Implementation of the Coding Coefficients Generation Function

図3:コーディング係数生成関数のリファレンス実装

3.7. Finite Field Operations
3.7. 有限フィールドオペレーション
3.7.1. Finite Field Definitions
3.7.1. 有限体の定義

The two RLC FEC schemes specified in this document reuse the Finite Fields defined in [RFC5510], Section 8.1. More specifically, the elements of the field GF(2^(m)) are represented by polynomials with binary coefficients (i.e., over GF(2)) and degree lower or equal to m-1. The addition between two elements is defined as the addition of binary polynomials in GF(2), which is equivalent to a bitwise XOR operation on the binary representation of these elements.

このドキュメントで指定された2つのRLC FECスキームは、[RFC5510]、セクション8.1で定義された有限体を再利用します。より具体的には、フィールドGF(2 ^(m))の要素は、バイナリ係数(つまり、GF(2)を超える)と多項式(m-1以下)で表されます。 2つの要素間の加算は、GF(2)のバイナリ多項式の加算として定義されます。これは、これらの要素のバイナリ表現のビット単位のXOR演算に相当します。

With GF(2^(8)), multiplication between two elements is the multiplication modulo a given irreducible polynomial of degree 8. The following irreducible polynomial is used for GF(2^(8)):

GF(2 ^(8))では、2つの要素間の乗算は、次数8の既約多項式を法とする乗算です。GF(2 ^(8))には、次の既約多項式が使用されます。

      x^(8) + x^(4) + x^(3) + x^(2) + 1
        

With GF(2), multiplication corresponds to a logical AND operation.

GF(2)では、乗算は論理AND演算に対応します。

3.7.2. Linear Combination of Source Symbol Computation
3.7.2. ソースシンボル計算の線形結合

The two RLC FEC schemes require the computation of a linear combination of source symbols, using the coding coefficients produced by the generate_coding_coefficients() function and stored in the cc_tab[] array.

2つのRLC FECスキームでは、generate_coding_coefficients()関数によって生成され、cc_tab []配列に格納されたコーディング係数を使用して、ソースシンボルの線形結合の計算が必要です。

With the RLC over GF(2^(8)) FEC scheme, a linear combination of the ew_size source symbol present in the encoding window, say src_0 to src_ew_size_1, in order to generate a repair symbol, is computed as follows. For each byte of position i in each source and the repair symbol, where i belongs to [0; E-1], compute:

RLC over GF(2 ^(8))FECスキームでは、修復シンボルを生成するために、エンコーディングウィンドウに存在するew_sizeソースシンボル(src_0からsrc_ew_size_1など)の線形結合が次のように計算されます。各ソースの位置iの各バイトと修復記号。iは[0; E-1]、計算:

      repair[i] = cc_tab[0] * src_0[i] XOR cc_tab[1] * src_1[i] XOR ...
      XOR cc_tab[ew_size - 1] * src_ew_size_1[i]
        

where * is the multiplication over GF(2^(8)). In practice various optimizations need to be used in order to make this computation efficient (see in particular [PGM13]).

ここで、*はGF(2 ^(8))の乗算です。実際には、この計算を効率的にするために、さまざまな最適化を使用する必要があります(特に[PGM13]を参照)。

With the RLC over GF(2) FEC scheme (binary case), a linear combination is computed as follows. The repair symbol is the XOR sum of all the source symbols corresponding to a coding coefficient cc_tab[j] equal to 1 (i.e., the source symbols corresponding to zero coding coefficients are ignored). The XOR sum of the byte of position i in each source is computed and stored in the corresponding byte of the repair symbol, where i belongs to [0; E-1]. In practice, the XOR sums will be computed several bytes at a time (e.g., on 64 bit words, or on arrays of 16 or more bytes when using SIMD CPU extensions).

RLC over GF(2)FECスキーム(バイナリの場合)では、線形結合は次のように計算されます。修復シンボルは、1に等しいコーディング係数cc_tab [j]に対応するすべてのソースシンボルのXOR合計です(つまり、ゼロのコーディング係数に対応するソースシンボルは無視されます)。各ソースの位置iのバイトのXOR合計が計算され、修復シンボルの対応するバイトに格納されます。ここで、iは[0; E-1]。実際には、XORの合計は一度に数バイト計算されます(たとえば、64ビットワード、またはSIMD CPU拡張機能を使用する場合は16バイト以上の配列)。

With both FEC schemes, the details of how to optimize the computation of these linear combinations are of high practical importance but out of scope of this document.

どちらのFECスキームでも、これらの線形結合の計算を最適化する方法の詳細は実用上非常に重要ですが、このドキュメントの範囲外です。

4. Sliding Window RLC FEC Scheme over GF(2^(8)) for Arbitrary Packet Flows

4. 任意のパケットフローのためのGF(2 ^(8))上のスライディングウィンドウRLC FECスキーム

This fully-specified FEC scheme defines the Sliding Window Random Linear Codes (RLC) over GF(2^(8)).

この完全に指定されたFECスキームは、GF(2 ^(8))上のスライディングウィンドウランダム線形コード(RLC)を定義します。

4.1. Formats and Codes
4.1. フォーマットとコード
4.1.1. FEC Framework Configuration Information
4.1.1. FECフレームワーク構成情報

Following the guidelines of Section 5.6 of [RFC6363], this section provides the FEC Framework Configuration Information (or FFCI). This FCCI needs to be shared (e.g., using SDP) between the FECFRAME sender and receiver instances in order to synchronize them. It includes a FEC Encoding ID, mandatory for any FEC scheme specification, plus scheme-specific elements.

[RFC6363]のセクション5.6のガイドラインに従って、このセクションではFECフレームワーク構成情報(またはFFCI)を提供します。このFCCIは、FECFRAMEの送信側と受信側のインスタンス間で同期するために(SDPを使用して)共有する必要があります。これには、FECスキーマ仕様に必須のFECエンコーディングIDと、スキーマ固有の要素が含まれます。

4.1.1.1. FEC Encoding ID
4.1.1.1. FECエンコーディングID

FEC Encoding ID: the value assigned to this fully specified FEC scheme MUST be 10, as assigned by IANA (Section 9).

FECエンコーディングID:この完全に指定されたFECスキームに割り当てられる値は、IANAによって割り当てられるように10でなければなりません(セクション9)。

When SDP is used to communicate the FFCI, this FEC Encoding ID is carried in the 'encoding-id' parameter.

SDPを使用してFFCIを通信する場合、このFECエンコードIDは「encoding-id」パラメーターで伝達されます。

4.1.1.2. FEC Scheme-Specific Information
4.1.1.2. FECスキーム固有の情報

The FEC Scheme-Specific Information (FSSI) includes elements that are specific to the present FEC scheme. More precisely:

FECスキーム固有情報(FSSI)には、現在のFECスキームに固有の要素が含まれています。より正確に:

Encoding symbol size (E): a non-negative integer that indicates the size of each encoding symbol in bytes;

エンコーディングシンボルサイズ(E):各エンコーディングシンボルのサイズをバイト単位で示す負でない整数。

Window Size Ratio (WSR) parameter: a non-negative integer between 0 and 255 (both inclusive) used to initialize window sizes. A value of 0 indicates this parameter is not considered (e.g., a fixed encoding window size may be chosen). A value between 1 and 255 inclusive is required by certain of the parameter derivation techniques described in Appendix C;

ウィンドウサイズ比(WSR)パラメーター:ウィンドウサイズの初期化に使用される0〜255(両端を含む)の負でない整数。値0は、このパラメーターが考慮されないことを示します(たとえば、固定のエンコードウィンドウサイズを選択できます)。付録Cで説明されている特定のパラメーター導出手法では、1〜255の値が必要です。

This element is required both by the sender (RLC encoder) and the receiver(s) (RLC decoder).

この要素は、送信者(RLCエンコーダー)と受信者(RLCデコーダー)の両方に必要です。

When SDP is used to communicate the FFCI, this FEC Scheme-Specific Information is carried in the 'fssi' parameter in textual representation as specified in [RFC6364]. For instance:

SDPを使用してFFCIを通信する場合、このFECスキーム固有の情報は、[RFC6364]で指定されているテキスト表現の「fssi」パラメーターで伝達されます。例えば:

      fssi=E:1400,WSR:191
        

In that case the name values "E" and "WSR" are used to convey the E and WSR parameters respectively.

その場合、名前の値「E」と「WSR」は、それぞれEパラメータとWSRパラメータを伝えるために使用されます。

If another mechanism requires the FSSI to be carried as an opaque octet string, the encoding format consists of the following three octets, where the E field is carried in "big-endian" or "network order" format, that is, most significant byte first:

別のメカニズムでFSSIを不透明なオクテット文字列として伝送する必要がある場合、エンコード形式は次の3つのオクテットで構成されます。Eフィールドは「ビッグエンディアン」または「ネットワークオーダー」形式、つまり最上位バイトで伝送されます。最初:

Encoding symbol length (E): 16-bit field;

エンコードシンボル長(E):16ビットフィールド。

Window Size Ratio Parameter (WSR): 8-bit field.

ウィンドウサイズ比パラメーター(WSR):8ビットフィールド。

These three octets can be communicated as such, or for instance, be subject to an additional Base64 encoding.

これらの3つのオクテットは、そのまま通信することも、追加のBase64エンコーディングの対象にすることもできます。

    0                   1                   2
    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |   Encoding Symbol Length (E)  |      WSR      |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
        

Figure 4: FSSI Encoding Format

図4:FSSIエンコード形式

4.1.2. Explicit Source FEC Payload ID
4.1.2. 明示的なソースFECペイロードID

A FEC Source Packet MUST contain an Explicit Source FEC Payload ID that is appended to the end of the packet as illustrated in Figure 5.

図5に示すように、FECソースパケットには、パケットの末尾に追加される明示的なソースFECペイロードIDが含まれている必要があります。

   +--------------------------------+
   |           IP Header            |
   +--------------------------------+
   |        Transport Header        |
   +--------------------------------+
   |              ADU               |
   +--------------------------------+
   | Explicit Source FEC Payload ID |
   +--------------------------------+
        

Figure 5: Structure of an FEC Source Packet with the Explicit Source FEC Payload ID

図5:明示的なソースFECペイロードIDを含むFECソースパケットの構造

More precisely, the Explicit Source FEC Payload ID is composed of the following field, carried in "big-endian" or "network order" format, that is, most significant byte first (Figure 6):

より正確には、Explicit Source FEC Payload IDは、次のフィールドで構成され、「ビッグエンディアン」または「ネットワークオーダー」形式で運ばれます。つまり、最上位バイトが最初です(図6)。

Encoding Symbol ID (ESI) (32-bit field): this unsigned integer identifies the first source symbol of the ADUI corresponding to this FEC Source Packet. The ESI is incremented for each new source symbol, and after reaching the maximum value (2^(32)-1), wrapping to zero occurs.

エンコーディングシンボルID(ESI)(32ビットフィールド):この符号なし整数は、このFECソースパケットに対応するADUIの最初のソースシンボルを識別します。 ESIは、新しいソースシンボルごとに増分され、最大値(2 ^(32)-1)に達した後、ゼロへの折り返しが発生します。

    0                   1                   2                   3
    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |                   Encoding Symbol ID (ESI)                    |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
        

Figure 6: Source FEC Payload ID Encoding Format

図6:ソースFECペイロードIDエンコード形式

4.1.3. Repair FEC Payload ID
4.1.3. FECペイロードIDを修復する

A FEC Repair Packet MAY contain one or more repair symbols. When there are several repair symbols, all of them MUST have been generated from the same encoding window, using Repair_Key values that are managed as explained below. A receiver can easily deduce the number of repair symbols within a FEC Repair Packet by comparing the received FEC Repair Packet size (equal to the UDP payload size when UDP is the underlying transport protocol) and the symbol size, E, communicated in the FFCI.

FEC修理パケットには、1つ以上の修理シンボルが含まれている場合があります。複数の修復シンボルがある場合、それらのすべては、以下で説明するように管理されるRepair_Key値を使用して、同じエンコーディングウィンドウから生成されている必要があります。受信者は、受信したFEC修復パケットサイズ(UDPが基になるトランスポートプロトコルの場合はUDPペイロードサイズに等しい)とFFCIで通信されるシンボルサイズEを比較することにより、FEC修復パケット内の修復シンボルの数を簡単に推定できます。

A FEC Repair Packet MUST contain a Repair FEC Payload ID that is prepended to the repair symbol as illustrated in Figure 7.

FEC修復パケットには、図7に示すように、修復シンボルの前に付加される修復FECペイロードIDが含まれている必要があります。

   +--------------------------------+
   |           IP Header            |
   +--------------------------------+
   |        Transport Header        |
   +--------------------------------+
   |     Repair FEC Payload ID      |
   +--------------------------------+
   |         Repair Symbol          |
   +--------------------------------+
        

Figure 7: Structure of an FEC Repair Packet with the Repair FEC Payload ID

図7:修理FECペイロードIDを含むFEC修理パケットの構造

More precisely, the Repair FEC Payload ID is composed of the following fields where all integer fields are carried in "big-endian" or "network order" format, that is, most significant byte first (Figure 8):

より正確には、Repair FEC Payload IDは次のフィールドで構成され、すべての整数フィールドは「ビッグエンディアン」または「ネットワークオーダー」形式、つまり最上位バイトが最初に送信されます(図8)。

Repair_Key (16-bit field): this unsigned integer is used as a seed by the coefficient generation function (Section 3.6) in order to generate the desired number of coding coefficients. This repair key may be a monotonically increasing integer value that loops back to 0 after reaching 65535 (see Section 6.1). When a FEC Repair Packet contains several repair symbols, this repair key value is that of the first repair symbol. The remaining repair keys can be deduced by incrementing by 1 this value, up to a maximum value of 65535 after which it loops back to 0.

Repair_Key(16ビットフィールド):この符号なし整数は、必要な数のコーディング係数を生成するために、係数生成関数(セクション3.6)によってシードとして使用されます。この修復キーは、単調に増加する整数値である場合があり、65535に到達するとループして0に戻ります(セクション6.1を参照)。 FEC修復パケットに複数の修復シンボルが含まれている場合、この修復キーの値は最初の修復シンボルの値です。残りのリペアキーは、この値を1ずつ増やして、最大値の65535に達するまで推定できます。その後、0にループバックします。

Density Threshold for the coding coefficients, DT (4-bit field): this unsigned integer carries the Density Threshold (DT) used by the coding coefficient generation function Section 3.6. More precisely, it controls the probability of having a nonzero coding coefficient, which equals (DT+1) / 16. When a FEC Repair Packet contains several repair symbols, the DT value applies to all of them;

コーディング係数の密度しきい値、DT(4ビットフィールド):この符号なし整数は、コーディング係数生成関数3.6で使用される密度しきい値(DT)を伝送します。より正確には、(DT + 1)/ 16に等しい非ゼロのコーディング係数を持つ確率を制御します。FEC修復パケットに複数の修復シンボルが含まれている場合、DT値はそれらすべてに適用されます。

Number of Source Symbols in the encoding window, NSS (12-bit field): this unsigned integer indicates the number of source symbols in the encoding window when this repair symbol was generated. When a FEC Repair Packet contains several repair symbols, this NSS value applies to all of them;

エンコードウィンドウのソースシンボルの数、NSS(12ビットフィールド):この符号なし整数は、この修復シンボルが生成されたときのエンコードウィンドウのソースシンボルの数を示します。 FEC修復パケットに複数の修復シンボルが含まれている場合、このNSS値はそれらすべてに適用されます。

ESI of First Source Symbol in the encoding window, FSS_ESI (32-bit field): this unsigned integer indicates the ESI of the first source symbol in the encoding window when this repair symbol was generated. When a FEC Repair Packet contains several repair symbols, this FSS_ESI value applies to all of them;

エンコーディングウィンドウの最初のソースシンボルのESI、FSS_ESI(32ビットフィールド):この符号なし整数は、この修復シンボルが生成されたときのエンコーディングウィンドウの最初のソースシンボルのESIを示します。 FEC修復パケットに複数の修復シンボルが含まれている場合、このFSS_ESI値はそれらすべてに適用されます。

    0                   1                   2                   3
    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |       Repair_Key              |  DT   |NSS (# src symb in ew) |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |                            FSS_ESI                            |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
        

Figure 8: Repair FEC Payload ID Encoding Format

図8:FECペイロードIDエンコード形式の修復

4.2. Procedures
4.2. 手続き

All the procedures of Section 3 apply to this FEC scheme.

セクション3のすべての手順は、このFECスキームに適用されます。

5. Sliding Window RLC FEC Scheme over GF(2) for Arbitrary Packet Flows
5. 任意のパケットフローのためのGF(2)上のスライディングウィンドウRLC FECスキーム

This fully-specified FEC scheme defines the Sliding Window Random Linear Codes (RLC) over GF(2) (binary case).

この完全に指定されたFECスキームは、GF(2)上のスライディングウィンドウランダム線形コード(RLC)を定義します(バイナリケース)。

5.1. Formats and Codes
5.1. フォーマットとコード
5.1.1. FEC Framework Configuration Information
5.1.1. FECフレームワーク構成情報
5.1.1.1. FEC Encoding ID
5.1.1.1. FECエンコーディングID

FEC Encoding ID: the value assigned to this fully specified FEC scheme MUST be 9, as assigned by IANA (Section 9).

FECエンコーディングID:この完全に指定されたFECスキームに割り当てられる値は、IANAによって割り当てられるように9でなければなりません(セクション9)。

When SDP is used to communicate the FFCI, this FEC Encoding ID is carried in the 'encoding-id' parameter.

SDPを使用してFFCIを通信する場合、このFECエンコードIDは「encoding-id」パラメーターで伝達されます。

5.1.1.2. FEC Scheme-Specific Information
5.1.1.2. FECスキーム固有の情報

All the considerations of Section 4.1.1.2 apply here.

セクション4.1.1.2のすべての考慮事項がここに適用されます。

5.1.2. Explicit Source FEC Payload ID
5.1.2. 明示的なソースFECペイロードID

All the considerations of Section 4.1.2 apply here.

セクション4.1.2のすべての考慮事項がここに適用されます。

5.1.3. Repair FEC Payload ID
5.1.3. FECペイロードIDを修復する

All the considerations of Section 4.1.3 apply here, with the only exception that the Repair_Key field is useless if DT = 15 (indeed, in that case all the coefficients are necessarily equal to 1 and the coefficient generation function does not use any PRNG). When DT = 15 the FECFRAME sender MUST set the Repair_Key field to zero on transmission and a receiver MUST ignore it on receipt.

セクション4.1.3のすべての考慮事項がここに適用されます。ただし、DT = 15の場合、Repair_Keyフィールドは役に立たないという例外があります(実際、その場合、すべての係数は必ず1に等しく、係数生成関数はPRNGを使用しません)。 。 DT = 15の場合、FECFRAME送信者は送信時にRepair_Keyフィールドをゼロに設定する必要があり、受信者は受信時に無視する必要があります。

5.2. Procedures
5.2. 手続き

All the procedures of Section 3 apply to this FEC scheme.

セクション3のすべての手順は、このFECスキームに適用されます。

6. FEC Code Specification
6. FECコード仕様
6.1. Encoding Side
6.1. エンコード側

This section provides a high level description of a Sliding Window RLC encoder.

このセクションでは、スライディングウィンドウRLCエンコーダーの概要を説明します。

Whenever a new FEC Repair Packet is needed, the RLC encoder instance first gathers the ew_size source symbols currently in the sliding encoding window. Then it chooses a repair key, which can be a monotonically increasing integer value, incremented for each repair symbol up to a maximum value of 65535 (as it is carried within a 16-bit field) after which it loops back to 0. This repair key is communicated to the coefficient generation function (Section 3.6) in order to generate ew_size coding coefficients. Finally, the FECFRAME sender computes the repair symbol as a linear combination of the ew_size source symbols using the ew_size coding coefficients (Section 3.7). When E is small and when there is an incentive to pack several repair symbols within the same FEC Repair Packet, the appropriate number of repair symbols are computed. In that case the repair key for each of them MUST be incremented by 1, keeping the same ew_size source symbols, since only the first repair key will be carried in the Repair FEC Payload ID. The FEC Repair Packet can then be passed to the transport layer for transmission. The source versus repair FEC packet transmission order is out of scope of this document and several approaches exist that are implementation-specific.

新しいFEC修復パケットが必要な場合は常に、RLCエンコーダーインスタンスは最初に現在スライディングエンコーディングウィンドウにあるew_sizeソースシンボルを収集します。次に、修復キーを選択します。これは単調に増加する整数値にすることができ、修復シンボルごとに最大値65535(16ビットフィールド内で伝送されるため)まで増分された後、ループして0に戻ります。この修復キーは、ew_sizeコーディング係数を生成するために、係数生成関数(セクション3.6)に伝達されます。最後に、FECFRAME送信側は、ew_sizeコーディング係数を使用して、ew_sizeソースシンボルの線形結合として修復シンボルを計算します(セクション3.7)。 Eが小さく、同じFEC修復パケット内に複数の修復シンボルをパックするインセンティブがある場合、適切な数の修復シンボルが計算されます。その場合、最初の修理キーだけが修理FECペイロードIDで運ばれるので、それらのそれぞれの修理キーは、同じew_sizeソースシンボルを維持したまま1ずつ増加する必要があります。次に、FEC修復パケットをトランスポート層に渡して送信できます。ソースと修復のFECパケット送信順序はこのドキュメントの範囲外であり、実装固有のいくつかのアプローチが存在します。

Other solutions are possible to select a repair key value when a new FEC Repair Packet is needed, for instance, by choosing a random integer between 0 and 65535. However, selecting the same repair key as before (which may happen in case of a random process) is only meaningful if the encoding window has changed, otherwise the same FEC Repair Packet will be generated. In any case, choosing the repair key is entirely at the discretion of the sender, since it is communicated to the receiver(s) in each Repair FEC Payload ID. A receiver should not make any assumption on the way the repair key is managed.

他のソリューションでは、たとえば0〜65535のランダムな整数を選択することで、新しいFEC修復パケットが必要になったときに修復キーの値を選択できます。ただし、以前と同じ修復キーを選択する(これはランダムプロセス)は、エンコードウィンドウが変更された場合にのみ意味があります。それ以外の場合は、同じFEC修復パケットが生成されます。いずれの場合でも、修復キーは各修復FECペイロードIDで受信者に通知されるため、修復キーの選択は完全に送信者の裁量に任されています。受信者は、修復キーの管理方法を想定しないでください。

6.2. Decoding Side
6.2. デコード側

This section provides a high level description of a Sliding Window RLC decoder.

このセクションでは、スライディングウィンドウRLCデコーダーの概要を説明します。

A FECFRAME receiver needs to maintain a linear system whose variables are the received and lost source symbols. Upon receiving a FEC Repair Packet, a receiver first extracts all the repair symbols it contains (in case several repair symbols are packed together). For each repair symbol, when at least one of the corresponding source symbols it protects has been lost, the receiver adds an equation to the linear system (or no equation if this repair packet does not change the linear system rank). This equation of course re-uses the ew_size coding coefficients that are computed by the same coefficient generation function (Section 3.6), using the repair key and encoding window descriptions carried in the Repair FEC Payload ID. Whenever possible (i.e., when a sub-system covering one or more lost source symbols is of full rank), decoding is performed in order to recover lost source symbols. Gaussian elimination is one possible algorithm to solve this linear system. Each time an ADUI can be totally recovered, padding is removed (thanks to the Length field, L, of the ADUI) and the ADU is assigned to the corresponding application flow (thanks to the Flow ID field, F, of the ADUI). This ADU is finally passed to the corresponding upper application. Received FEC Source Packets, containing an ADU, MAY be passed to the application either immediately or after some time to guaranty an ordered delivery to the application. This document does not mandate any approach as this is an operational and management decision.

FECFRAME受信機は、変数が受信および失われたソースシンボルである線形システムを維持する必要があります。 FEC修復パケットを受信すると、レシーバーはまず、含まれているすべての修復シンボルを抽出します(複数の修復シンボルが一緒にパックされている場合)。各リペアシンボルについて、保護する対応するソースシンボルの少なくとも1つが失われた場合、受信機は方程式を線形システムに追加します(または、この修復パケットが線形システムランクを変更しない場合は方程式を追加しません)。もちろん、この方程式は、Repair FEC Payload IDに含まれるリペアキーとエンコードウィンドウの説明を使用して、同じ係数生成関数(セクション3.6)で計算されたew_sizeコーディング係数を再利用します。可能な限り(つまり、1つ以上の失われたソースシンボルをカバーするサブシステムがフルランクである場合)、失われたソースシンボルを回復するために復号化が実行されます。ガウスの消去法は、この線形システムを解くための1つの可能なアルゴリズムです。 ADUIが完全に回復できるたびに、パディングが削除され(ADUIの長さフィールドLのおかげで)、ADUは対応するアプリケーションフローに割り当てられます(ADUIのフローIDフィールドFのおかげです)。このADUは、最終的に対応する上位アプリケーションに渡されます。受信したFECソースパケットは、ADUを含み、アプリケーションへの順序付けられた配信を保証するために、すぐにまたはしばらくしてからアプリケーションに渡される場合があります。これは運用上および管理上の決定であるため、このドキュメントではいかなるアプローチも義務付けていません。

With real-time flows, a lost ADU that is decoded after the maximum latency or an ADU received after this delay has no value to the application. This raises the question of deciding whether or not an ADU is late. This decision MAY be taken within the FECFRAME receiver (e.g., using the decoding window, see Section 3.1) or within the application (e.g., using RTP timestamps within the ADU). Deciding which option to follow and whether or not to pass all ADUs, including those assumed late, to the application are operational decisions that depend on the application and are therefore out of scope of this document. Additionally, Appendix D discusses a backward compatible optimization whereby late source symbols MAY still be used within the FECFRAME receiver in order to improve transmission robustness.

リアルタイムフローでは、最大遅延後にデコードされた失われたADU、またはこの遅延後に受信されたADUは、アプリケーションにとって価値がありません。これにより、ADUが遅れているかどうかを判断する問題が生じます。この決定は、FECFRAMEレシーバー内で(たとえば、デコードウィンドウを使用して、セクション3.1を参照)、またはアプリケーション内で(たとえば、ADU内のRTPタイムスタンプを使用して)行うことができます。従うべきオプションの決定と、すべてのADU(後で想定されるものを含む)をアプリケーションに渡すかどうかの決定は、アプリケーションに依存する運用上の決定であるため、このドキュメントの範囲外です。さらに、付録Dでは、下位互換性のある最適化について説明しています。これにより、送信の堅牢性を向上させるために、FECFRAME受信機内で遅延ソースシンボルを引き続き使用できます。

7. Security Considerations
7. セキュリティに関する考慮事項

The FEC Framework document [RFC6363] provides a fairly comprehensive analysis of security considerations applicable to FEC schemes. Therefore, the present section follows the security considerations section of [RFC6363] and only discusses specific topics.

FECフレームワークドキュメント[RFC6363]は、FECスキームに適用可能なセキュリティの考慮事項のかなり包括的な分析を提供します。したがって、このセクションは[RFC6363]のセキュリティに関する考慮事項セクションに続き、特定のトピックのみを説明します。

7.1. Attacks Against the Data Flow
7.1. データフローに対する攻撃
7.1.1. Access to Confidential Content
7.1.1. 機密コンテンツへのアクセス

The Sliding Window RLC FEC scheme specified in this document does not change the recommendations of [RFC6363]. To summarize, if confidentiality is a concern, it is RECOMMENDED that one of the solutions mentioned in [RFC6363] is used with special considerations to the way this solution is applied (e.g., is encryption applied before or after FEC protection, within the end system or in a middlebox), to the operational constraints (e.g., performing FEC decoding in a protected environment may be complicated or even impossible) and to the threat model.

このドキュメントで指定されているスライディングウィンドウRLC FECスキームは、[RFC6363]の推奨事項を変更しません。要約すると、機密性が懸念される場合、[RFC6363]で言及されているソリューションの1つは、このソリューションが適用される方法(たとえば、暗号化がFEC保護の前または後に、エンドシステム内で適用される)に特別な考慮を払って使用されることが推奨されますまたはミドルボックスで)、操作上の制約(たとえば、保護された環境でFECデコードを実行することは複雑であるか、不可能でさえある)と脅威モデルに対して。

7.1.2. Content Corruption
7.1.2. コンテンツの破損

The Sliding Window RLC FEC scheme specified in this document does not change the recommendations of [RFC6363]. To summarize, it is RECOMMENDED that one of the solutions mentioned in [RFC6363] is used on both the FEC Source and Repair Packets.

このドキュメントで指定されているスライディングウィンドウRLC FECスキームは、[RFC6363]の推奨事項を変更しません。要約すると、[RFC6363]で言及されているソリューションの1つがFECソースと修復パケットの両方で使用されることが推奨されます。

7.2. Attacks Against the FEC Parameters
7.2. FECパラメータに対する攻撃

The FEC scheme specified in this document defines parameters that can be the basis of attacks. More specifically, the following parameters of the FFCI may be modified by an attacker who targets receivers (Section 4.1.1.2):

このドキュメントで指定されているFECスキームは、攻撃の基礎となるパラメータを定義しています。より具体的には、FFCIの以下のパラメーターは、受信者をターゲットとする攻撃者によって変更される可能性があります(セクション4.1.1.2)。

FEC Encoding ID: changing this parameter leads a receiver to consider a different FEC scheme. The consequences are severe, the format of the Explicit Source FEC Payload ID and Repair FEC Payload ID of received packets will probably differ, leading to various malfunctions. Even if the original and modified FEC schemes share the same format, FEC decoding will either fail or lead to corrupted decoded symbols. This will happen if an attacker turns value 9 (i.e., RLC over GF(2)) to value 10 (RLC over GF(2^(8))), an additional consequence being a higher processing overhead at the receiver. In any case, the attack results in a form of Denial of Service (DoS) or corrupted content.

FECエンコーディングID:このパラメーターを変更すると、レシーバーは別のFECスキームを検討するようになります。結果は深刻で、受信したパケットの明示的なソースFECペイロードIDと修復FECペイロードIDの形式はおそらく異なり、さまざまな誤動作につながります。元のFECスキームと変更されたFECスキームが同じ形式を共有していても、FECデコードは失敗するか、またはデコードされたシンボルが破損します。これは、攻撃者が値9(つまり、GF(2)を介したRLC)を値10(GF(2 ^(8))を介したRLC)に変更すると発生し、追加の結果として、受信側での処理オーバーヘッドが高くなります。いずれの場合も、攻撃の結果、サービス拒否(DoS)の形式またはコンテンツの破損が発生します。

Encoding symbol length (E): setting this E parameter to a different value will confuse a receiver. If the size of a received FEC Repair Packet is no longer multiple of the modified E value, a receiver quickly detects a problem and SHOULD reject the packet. If the new E value is a sub-multiple of the original E value (e.g., half the original value), then receivers may not detect the problem immediately. For instance, a receiver may think that a received FEC Repair Packet contains more repair symbols (e.g., twice as many if E is reduced by half), leading to malfunctions whose nature depends on implementation details. Here also, the attack always results in a form of DoS or corrupted content.

エンコードシンボル長(E):このEパラメーターを別の値に設定すると、レシーバーが混乱します。受信したFEC修復パケットのサイズが変更されたE値の倍数ではなくなった場合、受信者は問題をすばやく検出し、パケットを拒否する必要があります(SHOULD)。新しいE値が元のE値の約数(たとえば、元の値の半分)である場合、レシーバーは問題をすぐに検出できないことがあります。たとえば、受信者は、受信したFEC修復パケットにさらに多くの修復シンボル(たとえば、Eが半分に減らされた場合は2倍)が含まれていると考え、誤動作を引き起こし、その性質は実装の詳細に依存します。ここでも、攻撃は常にDoSの形式またはコンテンツの破損を引き起こします。

It is therefore RECOMMENDED that security measures be taken to guarantee the FFCI integrity, as specified in [RFC6363]. How to achieve this depends on the way the FFCI is communicated from the sender to the receiver, which is not specified in this document.

したがって、[RFC6363]で指定されているように、FFCIの完全性を保証するためにセキュリティ対策を講じることを推奨します。これを実現する方法は、FFCIが送信者から受信者に通信される方法に依存しますが、これはこのドキュメントでは指定されていません。

Similarly, attacks are possible against the Explicit Source FEC Payload ID and Repair FEC Payload ID. More specifically, in case of a FEC Source Packet, the following value can be modified by an attacker who targets receivers:

同様に、Explicit Source FEC Payload IDおよびRepair FEC Payload IDに対する攻撃が可能です。具体的には、FECソースパケットの場合、受信者をターゲットとする攻撃者が次の値を変更できます。

Encoding Symbol ID (ESI): changing the ESI leads a receiver to consider a wrong ADU, resulting in severe consequences, including corrupted content passed to the receiving application;

エンコードシンボルID(ESI):ESIを変更すると、レシーバーが誤ったADUを検討することになり、受信アプリケーションに渡されたコンテンツが破損するなど、重大な結果を招きます。

And in case of a FEC Repair Packet:

FEC修理パケットの場合:

Repair Key: changing this value leads a receiver to generate a wrong coding coefficient sequence, and therefore any source symbol decoded using the repair symbols contained in this packet will be corrupted;

修復キー:この値を変更すると、レシーバーが誤ったコーディング係数シーケンスを生成するため、このパケットに含まれる修復シンボルを使用してデコードされたソースシンボルは破損します。

DT: changing this value also leads a receiver to generate a wrong coding coefficient sequence, and therefore any source symbol decoded using the repair symbols contained in this packet will be corrupted. In addition, if the DT value is significantly increased, it will generate a higher processing overhead at a receiver. In case of very large encoding windows, this may impact the terminal performance;

DT:この値を変更すると、レシーバーが誤ったコーディング係数シーケンスを生成するため、このパケットに含まれる修復シンボルを使用してデコードされたソースシンボルが破損します。さらに、DT値が大幅に増加すると、レシーバーでの処理オーバーヘッドが高くなります。非常に大きなエンコーディングウィンドウの場合、これは端末のパフォーマンスに影響を与える可能性があります。

NSS: changing this value leads a receiver to consider a different set of source symbols, and therefore any source symbol decoded using the repair symbols contained in this packet will be corrupted. In addition, if the NSS value is significantly increased, it will generate a higher processing overhead at a receiver, which may impact the terminal performance;

NSS:この値を変更すると、レシーバーは別のソースシンボルのセットを考慮するようになるため、このパケットに含まれる修復シンボルを使用してデコードされたソースシンボルは破損します。さらに、NSS値が大幅に増加すると、レシーバーでの処理オーバーヘッドが大きくなり、端末のパフォーマンスに影響を与える可能性があります。

FSS_ESI: changing this value also leads a receiver to consider a different set of source symbols and therefore any source symbol decoded using the repair symbols contained in this packet will be corrupted.

FSS_ESI:この値を変更すると、受信機はソースシンボルの異なるセットを考慮するようにもなり、したがって、このパケットに含まれる修復シンボルを使用してデコードされたソースシンボルは破損します。

It is therefore RECOMMENDED that security measures are taken to guarantee the FEC Source and Repair Packets as stated in [RFC6363].

したがって、[RFC6363]で述べられているように、FEC送信元と修復パケットを保証するためにセキュリティ対策を講じることをお勧めします。

7.3. When Several Source Flows are to be Protected Together
7.3. 複数のソースフローを一緒に保護する場合

The Sliding Window RLC FEC scheme specified in this document does not change the recommendations of [RFC6363].

このドキュメントで指定されているスライディングウィンドウRLC FECスキームは、[RFC6363]の推奨事項を変更しません。

7.4. Baseline Secure FEC Framework Operation
7.4. ベースラインのセキュアFECフレームワーク操作

The Sliding Window RLC FEC scheme specified in this document does not change the recommendations of [RFC6363] concerning the use of the IPsec/Encapsulating Security Payload (ESP) security protocol as a mandatory-to-implement (but not mandatory-to-use) security scheme. This is well suited to situations where the only insecure domain is the one over which the FEC Framework operates.

このドキュメントで指定されているスライディングウィンドウRLC FECスキームは、必須から実装へのIPsec /カプセル化セキュリティペイロード(ESP)セキュリティプロトコルの使用に関する[RFC6363]の推奨事項を変更しません(必須ではありません)。セキュリティスキーム。これは、唯一の安全でないドメインがFECフレームワークが動作するドメインである状況に適しています。

7.5. Additional Security Considerations for Numerical Computations
7.5. 数値計算に関する追加のセキュリティの考慮事項

In addition to the above security considerations, inherited from [RFC6363], the present document introduces several formulae, in particular in Appendix C.1. It is RECOMMENDED to check that the computed values stay within reasonable bounds since numerical overflows, caused by an erroneous implementation or an erroneous input value, may lead to hazardous behaviors. However, what "reasonable bounds" means is use-case and implementation dependent and is not detailed in this document.

[RFC6363]から継承された上記のセキュリティ上の考慮事項に加えて、このドキュメントでは、特に付録C.1でいくつかの公式を紹介しています。誤った実装または誤った入力値によって引き起こされた数値オーバーフローは危険な動作を引き起こす可能性があるため、計算された値が妥当な範囲内にあることを確認することをお勧めします。ただし、「合理的な範囲」が意味するものはユースケースと実装に依存するため、このドキュメントでは詳しく説明しません。

Appendix C.2 also mentions the possibility of "using the timestamp field of an RTP packet header" when applicable. A malicious attacker may deliberately corrupt this header field in order to trigger hazardous behaviors at a FECFRAME receiver. Protection against this type of content corruption can be addressed with the above recommendations on a baseline secure operation. In addition, it is also RECOMMENDED to check that the timestamp value be within reasonable bounds.

付録C.2では、「RTPパケットヘッダーのタイムスタンプフィールドを使用する」可能性についても説明しています。悪意のある攻撃者は、FECFRAMEレシーバーで危険な動作をトリガーするために、このヘッダーフィールドを意図的に破損する可能性があります。このタイプのコンテンツの破損に対する保護は、ベースラインの安全な運用に関する上記の推奨事項で対処できます。さらに、タイムスタンプ値が妥当な範囲内にあることを確認することも推奨されます。

8. Operations and Management Considerations
8. 運用と管理に関する考慮事項

The FEC Framework document [RFC6363] provides a fairly comprehensive analysis of operations and management considerations applicable to FEC schemes. Therefore, the present section only discusses specific topics.

FECフレームワークドキュメント[RFC6363]は、FECスキームに適用可能な運用と管理の考慮事項のかなり包括的な分析を提供します。したがって、このセクションでは特定のトピックについてのみ説明します。

8.1. Operational Recommendations: Finite Field GF(2) Versus GF(2^(8))
8.1. 運用上の推奨事項:有限体GF(2)対GF(2 ^(8))

The present document specifies two FEC schemes that differ on the Finite Field used for the coding coefficients. It is expected that the RLC over GF(2^(8)) FEC scheme will be mostly used since it warrants a higher packet loss protection. In case of small encoding windows, the associated processing overhead is not an issue (e.g., we measured decoding speeds between 745 Mbps and 2.8 Gbps on an ARM Cortex-A15 embedded board in [Roca17] depending on the code rate and the channel conditions, using an encoding window of size 18 or 23 symbols; see the above article for the details). Of course the CPU overhead will increase with the encoding window size, because more operations in the GF(2^(8)) finite field will be needed.

このドキュメントでは、コーディング係数に使用される有限体で異なる2つのFECスキームを指定しています。より高いパケット損失保護が保証されるため、GF(2 ^(8))FECスキーム上のRLCが主に使用されることが予想されます。小さなエンコーディングウィンドウの場合、関連する処理オーバーヘッドは問題になりません(たとえば、[Roca17]のARM Cortex-A15組み込みボードで745 Mbpsから2.8 Gbpsの間のデコード速度をコードレートとチャネル条件に応じて測定しました。サイズが18または23のエンコードウィンドウを使用します。詳細については、上記の記事を参照してください)。もちろん、GF(2 ^(8))有限体でより多くの演算が必要になるため、エンコーディングウィンドウサイズに応じてCPUオーバーヘッドが増加します。

The RLC over GF(2) FEC scheme offers an alternative. In that case operations symbols can be directly XOR-ed together which warrants high bitrate encoding and decoding operations, and can be an advantage with large encoding windows. However, packet loss protection is significantly reduced by using this FEC scheme.

RLC over GF(2)FECスキームは代替手段を提供します。その場合、演算シンボルを直接XORすることができるため、高ビットレートの符号化と復号化の演算が必要になり、大きな符号化ウィンドウで有利になります。ただし、このFECスキームを使用すると、パケット損失保護が大幅に削減されます。

8.2. Operational Recommendations: Coding Coefficients Density Threshold
8.2. 運用上の推奨事項:Coding Coefficients Density Threshold

In addition to the choice of the Finite Field, the two FEC schemes define a coding coefficient density threshold (DT) parameter. This parameter enables a sender to control the code density, i.e., the proportion of coefficients that are nonzero on average. With RLC over GF(2^(8)), it is usually appropriate that small encoding windows be associated to a density threshold equal to 15, the maximum value, in order to warrant a high loss protection.

有限体の選択に加えて、2つのFECスキームは、コーディング係数密度しきい値(DT)パラメーターを定義します。このパラメーターを使用すると、送信者はコード密度、つまり平均でゼロ以外の係数の割合を制御できます。 GF(2 ^(8))上のRLCでは、高損失保護を保証するために、小さなエンコーディングウィンドウを最大値である15に等しい密度しきい値に関連付けることが通常適切です。

On the opposite, with larger encoding windows, it is usually appropriate that the density threshold be reduced. With large encoding windows, an alternative can be to use RLC over GF(2) and a density threshold equal to 7 (i.e., an average density equal to 1/2) or smaller.

反対に、エンコーディングウィンドウが大きい場合は、通常、密度のしきい値を下げることが適切です。大きなエンコードウィンドウでは、GF(2)上のRLCを使用し、密度のしきい値を7(つまり、平均密度が1/2)以下にすることもできます。

Note that using a density threshold equal to 15 with RLC over GF(2) is equivalent to using an XOR code that computes the XOR sum of all the source symbols in the encoding window. In that case: (1) only a single repair symbol can be produced for any encoding window, and (2) the repair_key parameter becomes useless (the coding coefficients generation function does not rely on the PRNG).

GF(2)上のRLCで15に等しい密度しきい値を使用することは、エンコーディングウィンドウ内のすべてのソースシンボルのXOR合計を計算するXORコードを使用することと同等であることに注意してください。その場合:(1)いずれのエンコードウィンドウに対しても1つの修復シンボルしか作成できず、(2)repair_keyパラメーターが役に立たなくなります(コーディング係数生成関数はPRNGに依存しません)。

9. IANA Considerations
9. IANAに関する考慮事項

This document registers two values in the "FEC Framework (FECFRAME) FEC Encoding IDs" registry [RFC6363] as follows:

このドキュメントでは、次のように「FECフレームワーク(FECFRAME)FECエンコーディングID」レジストリ[RFC6363]に2つの値を登録しています。

* 9 refers to the Sliding Window Random Linear Codes (RLC) over GF(2) FEC Scheme for Arbitrary Packet Flows, as defined in Section 5 of this document.

* このドキュメントのセクション5で定義されているように、9は、任意のパケットフローのためのGF(2)FECスキーム上のスライディングウィンドウランダム線形コード(RLC)を指します。

* 10 refers to the Sliding Window Random Linear Codes (RLC) over GF(2^(8)) FEC Scheme for Arbitrary Packet Flows, as defined in Section 4 of this document.

* このドキュメントのセクション4で定義されているように、10は、任意のパケットフローのGF(2 ^(8))FECスキーム上のスライディングウィンドウランダム線形コード(RLC)を指します。

10. References
10. 参考文献
10.1. Normative References
10.1. 引用文献

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Appendix A. TinyMT32 Validation Criteria (Normative)
付録A. TinyMT32検証基準(規定)

PRNG determinism, for a given seed, is a requirement. Consequently, in order to validate an implementation of the TinyMT32 PRNG, the following criteria MUST be met.

特定のシードのPRNG決定論は必須です。したがって、TinyMT32 PRNGの実装を検証するには、次の基準を満たす必要があります。

The first criterion focuses on the tinymt32_rand256(), where the 32-bit integer of the core TinyMT32 PRNG is scaled down to an 8-bit integer. Using a seed value of 1, the first 50 values returned by: tinymt32_rand256() as 8-bit unsigned integers MUST be equal to values provided in Figure 9, to be read line by line.

最初の基準はtinymt32_rand256()に焦点を当て、コアTinyMT32 PRNGの32ビット整数が8ビット整数に縮小されます。シード値1を使用すると、tinymt32_rand256()が8ビットの符号なし整数として返す最初の50個の値は、図9で提供されている値と等しくなければなりません。

37 225 177 176 21 246 54 139 168 237 211 187 62 190 104 135 210 99 176 11 207 35 40 113 179 214 254 101 212 211 226 41 234 232 203 29 194 211 112 107 217 104 197 135 23 89 210 252 109 166

37 225 177 176 21 246 54 139 168 237 211 187 62 190 104 135 210 99 176 11 207 35 40 113 179 214 254 101 212 211 226 41 234 232 203 29 194 211 112 107 217 104 197 135 23 89 210 252 109 166

Figure 9: First 50 decimal values (to be read per line) returned by tinymt32_rand256() as 8-bit unsigned integers, with a seed value of 1

図9:tinymt32_rand256()によって8ビットの符号なし整数としてシード値1として返された最初の50個の10進値(1行ごとに読み取る)

The second criterion focuses on the tinymt32_rand16(), where the 32-bit integer of the core TinyMT32 PRNG is scaled down to a 4-bit integer. Using a seed value of 1, the first 50 values returned by: tinymt32_rand16() as 4-bit unsigned integers MUST be equal to values provided in Figure 10, to be read line by line.

2番目の基準はtinymt32_rand16()に焦点を当てており、コアTinyMT32 PRNGの32ビット整数が4ビット整数に縮小されます。シード値1を使用して、tinymt32_rand16()が4ビットの符号なし整数として返す最初の50の値は、図10で提供される値と等しくなければなりません。

5 1 1 0 5 6 6 11 8 13 3 11 14 14 8 7 2 3 0 11 15 3 8 1 3 6 14 5 4 3 2 9 10 8 11 13 2 3 0 11 9 8 5 7 7 9 2 12 13 6

5 1 1 0 5 6 6 11 8 13 3 11 14 14 8 7 2 3 0 11 15 3 8 1 3 6 14 5 4 3 2 9 10 8 11 13 2 3 0 11 9 8 5 7 7 9 2 12 13 6

Figure 10: First 50 decimal values (to be read per line) returned by tinymt32_rand16() as 4-bit unsigned integers, with a seed value of 1

図10:tinymt32_rand16()によって4ビットの符号なし整数としてシード値が1として返された最初の50個の10進値(行ごとに読み取られる)

Appendix B. Assessing the PRNG Adequacy (Informational)
付録B. PRNG妥当性の評価(情報)

This annex discusses the adequacy of the TinyMT32 PRNG and the tinymt32_rand16() and tinymt32_rand256() functions, to the RLC FEC schemes. The goal is to assess the adequacy of these two functions in producing coding coefficients that are sufficiently different from one another, across various repair symbols with repair key values in sequence (we can expect this approach to be commonly used by implementers, see Section 6.1). This section is purely informational and does not claim to be a solid evaluation.

この付録では、TinyMT32 PRNG、tinymt32_rand16()およびtinymt32_rand256()関数のRLC FECスキームへの適切性について説明します。目標は、これらの2つの関数が十分に異なるコーディング係数を生成する上で、修復キー値が順番に並んださまざまな修復シンボルにわたって適切性を評価することです(このアプローチは、実装者によって一般的に使用されると予想できます。セクション6.1を参照)。 。このセクションは情報提供のみを目的としており、確実な評価であるとは主張していません。

The two RLC FEC schemes use the PRNG to produce pseudorandom coding coefficients (Section 3.6), each time a new repair symbol is needed. A different repair key is used for each repair symbol, usually by incrementing the repair key value (Section 6.1). For each repair symbol, a limited number of pseudorandom numbers is needed, depending on the DT and encoding window size (Section 3.6), using either tinymt32_rand16() or tinymt32_rand256(). Therefore, we are more interested in the randomness of small sequences of random numbers mapped to 4-bit or 8-bit integers, than in the randomness of a very large sequence of random numbers which is not representative of the usage of the PRNG.

2つのRLC FECスキームは、新しい修復シンボルが必要になるたびに、PRNGを使用して疑似ランダムコーディング係数(セクション3.6)を生成します。修理記号ごとに異なる修理キーが使用されます。通常、修理キーの値が増加します(セクション6.1)。修復シンボルごとに、tinymt32_rand16()またはtinymt32_rand256()を使用して、DTおよびエンコードウィンドウサイズ(セクション3.6)に応じて、限られた数の疑似乱数が必要です。したがって、PRNGの使用法を表さない非常に大きな乱数列のランダム性よりも、4ビットまたは8ビット整数にマッピングされた小さな乱数列のランダム性に関心があります。

Evaluation of tinymt32_rand16(): We first generate a huge number (1,000,000,000) of small sequences (20 pseudorandom numbers per sequence), increasing the seed value for each sequence, and perform statistics on the number of occurrences of each of the 16 possible values across all sequences. In this first test we consider 32-bit seed values in order to assess the PRNG quality after output truncation to 4 bits.

tinymt32_rand16()の評価:最初に、膨大な数(1,000,000,000)の小さなシーケンス(シーケンスあたり20の疑似乱数)を生成し、各シーケンスのシード値を増やし、全体で16の可能な値それぞれの発生数に関する統計を実行しますすべてのシーケンス。この最初のテストでは、出力を4ビットに切り捨てた後のPRNG品質を評価するために、32ビットのシード値を検討します。

                 +-------+-------------+----------------+
                 | Value | Occurrences | Percentage (%) |
                 +=======+=============+================+
                 | 0     | 1250036799  | 6.2502         |
                 +-------+-------------+----------------+
                 | 1     | 1249995831  | 6.2500         |
                 +-------+-------------+----------------+
                 | 2     | 1250038674  | 6.2502         |
                 +-------+-------------+----------------+
                 | 3     | 1250000881  | 6.2500         |
                 +-------+-------------+----------------+
                 | 4     | 1250023929  | 6.2501         |
                 +-------+-------------+----------------+
                 | 5     | 1249986320  | 6.2499         |
                 +-------+-------------+----------------+
                 | 6     | 1249995587  | 6.2500         |
                 +-------+-------------+----------------+
                 | 7     | 1250020363  | 6.2501         |
                 +-------+-------------+----------------+
                 | 8     | 1249995276  | 6.2500         |
                 +-------+-------------+----------------+
                 | 9     | 1249982856  | 6.2499         |
                 +-------+-------------+----------------+
                 | 10    | 1249984111  | 6.2499         |
                 +-------+-------------+----------------+
                 | 11    | 1250009551  | 6.2500         |
                 +-------+-------------+----------------+
                 | 12    | 1249955768  | 6.2498         |
                 +-------+-------------+----------------+
                 | 13    | 1249994654  | 6.2500         |
                 +-------+-------------+----------------+
                 | 14    | 1250000569  | 6.2500         |
                 +-------+-------------+----------------+
                 | 15    | 1249978831  | 6.2499         |
                 +-------+-------------+----------------+
        

Table 1: tinymt32_rand16() Occurrence Statistics

表1:tinymt32_rand16()オカレンス統計

Evaluation of tinymt32_rand16(): We first generate a huge number (1,000,000,000) of small sequences (20 pseudorandom numbers per sequence), increasing the seed value for each sequence, and perform statistics on the number of occurrences of each of the 16 possible values across the 20,000,000,000 numbers of all sequences. In this first test, we consider 32-bit seed values in order to assess the PRNG quality after output truncation to 4 bits.

tinymt32_rand16()の評価:最初に、膨大な数(1,000,000,000)の小さなシーケンス(シーケンスあたり20の疑似乱数)を生成し、各シーケンスのシード値を増やし、全体で16の可能な値それぞれの発生数に関する統計を実行しますすべてのシーケンスの20,000,000,000の数。この最初のテストでは、出力を4ビットに切り捨てた後のPRNG品質を評価するために、32ビットのシード値を検討します。

The results (Table 1) show that all possible values are almost equally represented, or said differently, that the tinymt32_rand16() output converges to a uniform distribution where each of the 16 possible values would appear exactly 1 / 16 * 100 = 6.25% of times.

結果(表1)は、すべての可能な値がほぼ等しく表現されている、または言い換えると、tinymt32_rand16()出力が均一な分布に収束し、16の可能な値のそれぞれが正確に1/16 * 100 = 6.25%回。

Since the RLC FEC schemes use of this PRNG will be limited to 16-bit seed values, we carried out the same test for the first 2^(16) seed values only. The distribution (not shown) is of course less uniform, with value occurrences ranging between 6.2121% (i.e., 81,423 occurrences out of a total of 65536*20=1,310,720) and 6.2948% (i.e., 82,507 occurrences). However, we do not believe it significantly impacts the RLC FEC scheme behavior.

このPRNGのRLC FECスキームの使用は16ビットのシード値に制限されるため、最初の2 ^(16)シード値に対してのみ同じテストを実行しました。分布(図示せず)はもちろん均一性が低く、6.2121%(つまり、合計65536 * 20 = 1,310,720のうち81,423回)から6.2948%(つまり82,507回)の範囲で値が発生します。ただし、RLC FECスキームの動作に大きな影響を与えるとは考えていません。

Other types of biases may exist that may be visible with smaller tests, for instance to evaluate the convergence speed to a uniform distribution. We therefore perform 200 tests, each of them producing 200 sequences, keeping only the first value of each sequence. We use non-overlapping repair keys for each sequence, starting with value 0 and increasing it after each use.

たとえば均一な分布への収束速度を評価するために、より小さなテストで見ることができる他のタイプのバイアスが存在する場合があります。したがって、200のテストを実行し、それぞれが200シーケンスを生成し、各シーケンスの最初の値のみを保持します。シーケンスごとに重複しない修復キーを使用します。値0から開始し、使用するたびに値を増やします。

    +-------+-----------------+-----------------+---------------------+
    | Value | Min Occurrences | Max Occurrences | Average Occurrences |
    +=======+=================+=================+=====================+
    | 0     | 4               | 21              | 6.3675              |
    +-------+-----------------+-----------------+---------------------+
    | 1     | 4               | 22              | 6.0200              |
    +-------+-----------------+-----------------+---------------------+
    | 2     | 4               | 20              | 6.3125              |
    +-------+-----------------+-----------------+---------------------+
    | 3     | 5               | 23              | 6.1775              |
    +-------+-----------------+-----------------+---------------------+
    | 4     | 5               | 24              | 6.1000              |
    +-------+-----------------+-----------------+---------------------+
    | 5     | 4               | 21              | 6.5925              |
    +-------+-----------------+-----------------+---------------------+
    | 6     | 5               | 30              | 6.3075              |
    +-------+-----------------+-----------------+---------------------+
    | 7     | 6               | 22              | 6.2225              |
    +-------+-----------------+-----------------+---------------------+
    | 8     | 5               | 26              | 6.1750              |
    +-------+-----------------+-----------------+---------------------+
    | 9     | 3               | 21              | 5.9425              |
    +-------+-----------------+-----------------+---------------------+
    | 10    | 5               | 24              | 6.3175              |
    +-------+-----------------+-----------------+---------------------+
    | 11    | 4               | 22              | 6.4300              |
    +-------+-----------------+-----------------+---------------------+
    | 12    | 5               | 21              | 6.1600              |
    +-------+-----------------+-----------------+---------------------+
    | 13    | 5               | 22              | 6.3100              |
    +-------+-----------------+-----------------+---------------------+
    | 14    | 4               | 26              | 6.3950              |
    +-------+-----------------+-----------------+---------------------+
    | 15    | 4               | 21              | 6.1700              |
    +-------+-----------------+-----------------+---------------------+
        

Table 2: tinymt32_rand16() Occurrence Statistics

表2:tinymt32_rand16()の発生統計

Table 2 shows across all 200 tests, for each of the 16 possible pseudorandom number values, the minimum (resp. maximum) number of times it appeared in a test, as well as the average number of occurrences across the 200 tests. Although the distribution is not perfect, there is no major bias. On the contrary, in the same conditions, the Park-Miller linear congruential PRNG of [RFC5170] with a result scaled down to 4-bit values, using seeds in sequence starting from 1, systematically returns 0 as the first value during some time. Then, after a certain repair key value threshold, it systematically returns 1, etc.

表2は、200のテストすべてについて、16の可能な擬似乱数値のそれぞれについて、テストに現れた最小(または最大)回数、および200のテスト全体の平均発生回数を示しています。分布は完全ではありませんが、大きな偏りはありません。逆に、同じ条件で、[RFC5170]のPark-Miller線形合同PRNGは、1から始まるシーケンスでシードを使用して結果を4ビット値にスケールダウンし、しばらくすると最初の値として体系的に0を返します。次に、特定の修復キー値のしきい値の後、体系的に1などを返します。

Evaluation of tinymt32_rand256(): The same approach is used here. Results (not shown) are similar: occurrences vary between 7,810,3368 (i.e., 0.3905%) and 7,814,7952 (i.e., 0.3907%). Here also we see a convergence to the theoretical uniform distribution where each of the 256 possible values would appear exactly 1 / 256 * 100 = 0.390625% of times.

tinymt32_rand256()の評価:同じアプローチがここで使用されます。結果(図には示されていません)は類似しています。発生率は7,810,3368(つまり、0.3905%)と7,814,7952(つまり、0.3907%)の間で異なります。ここでも、256の可能な値のそれぞれが正確に1/256 * 100 = 0.390625%の頻度で現れる理論上の均一分布への収束がわかります。

Appendix C. Possible Parameter Derivation (Informational)
付録C.可能なパラメーターの派生(情報のみ)

Section 3.1 defines several parameters to control the encoder or decoder. This annex proposes techniques to derive these parameters according to the target use-case. This annex is informational, in the sense that using a different derivation technique will not prevent the encoder and decoder to interoperate: a decoder can still recover an erased source symbol without any error. However, in case of a real-time flow, an inappropriate parameter derivation may lead to the decoding of erased source packets after their validity period, making them useless to the target application. This annex proposes an approach to reduce this risk, among other things.

セクション3.1では、エンコーダーまたはデコーダーを制御するいくつかのパラメーターを定義します。この附属書は、ターゲットのユースケースに従ってこれらのパラメーターを導出するための手法を提案します。この附属書は、別の導出手法を使用してもエンコーダーとデコーダーの相互運用を妨げないという意味で情報提供です。デコーダーは、消去されたソースシンボルをエラーなしで回復できます。ただし、リアルタイムフローの場合、不適切なパラメータの導出により、有効期間後に消去されたソースパケットがデコードされ、ターゲットアプリケーションで使用できなくなる可能性があります。この附属書は、とりわけ、このリスクを減らすためのアプローチを提案しています。

The FEC schemes defined in this document can be used in various manners, depending on the target use-case:

このドキュメントで定義されているFECスキームは、ターゲットのユースケースに応じて、さまざまな方法で使用できます。

* the source ADU flow they protect may or may not have real-time constraints;

* 保護するソースADUフローには、リアルタイムの制約がある場合とない場合があります。

* the source ADU flow may be a Constant Bitrate (CBR) or Variable Bitrate (VBR) flow;

* ソースADUフローは、固定ビットレート(CBR)または可変ビットレート(VBR)のフローです。

* with a VBR source ADU flow, the flow's minimum and maximum bitrates may or may not be known;

* VBRソースADUフローでは、フローの最小ビットレートと最大ビットレートがわかっている場合とわからない場合があります。

* and the communication path between encoder and decoder may be a CBR communication path (e.g., as with certain LTE-based broadcast channels) or not (general case, e.g., with Internet).

* そして、エンコーダとデコーダとの間の通信経路は、CBR通信経路(例えば、特定のLTEベースの放送チャネルの場合のように)であってもなくてもよい(一般的な場合、例えば、インターネットの場合)。

The parameter derivation technique should be suited to the use-case, as described in the following sections.

次のセクションで説明するように、パラメータ導出手法はユースケースに適している必要があります。

C.1. Case of a CBR Real-Time Flow
C.1. CBRリアルタイムフローの場合

In the following, we consider a real-time flow with max_lat latency budget. The encoding symbol size, E, is constant. The code rate, cr, is also constant, its value depending on the expected communication loss model (this choice is out of scope of this document).

以下では、max_latレイテンシバジェットを使用したリアルタイムフローについて検討します。エンコーディングシンボルサイズEは一定です。コードレートcrも一定であり、その値は予想される通信損失モデルによって異なります(この選択はこのドキュメントの範囲外です)。

In a first configuration, the source ADU flow bitrate at the input of the FECFRAME sender is fixed and equal to br_in (in bits/s), and this value is known by the FECFRAME sender. It follows that the transmission bitrate at the output of the FECFRAME sender will be higher, depending on the added repair flow overhead. In order to comply with the maximum FEC-related latency budget, we have:

最初の構成では、FECFRAME送信側の入力でのソースADUフロービットレートは固定されており、br_in(ビット/秒単位)に等しく、この値はFECFRAME送信側によって認識されています。したがって、追加された修復フローのオーバーヘッドに応じて、FECFRAME送信機の出力での伝送ビットレートが高くなります。 FEC関連の最大遅延バジェットを遵守するために、以下を用意しています。

      dw_max_size = (max_lat * br_in) / (8 * E)
        

assuming that the encoding and decoding times are negligible with respect to the target max_lat. This is a reasonable assumption in many situations (e.g., see Section 8.1 in case of small window sizes). Otherwise the max_lat parameter should be adjusted in order to avoid the problem. In any case, interoperability will never be compromised by choosing a too large value.

エンコードとデコードの時間がターゲットのmax_latに関して無視できると仮定します。これは多くの状況で妥当な仮定です(たとえば、ウィンドウサイズが小さい場合はセクション8.1を参照してください)。それ以外の場合は、問題を回避するためにmax_latパラメーターを調整する必要があります。いずれの場合も、大きすぎる値を選択しても相互運用性が損なわれることはありません。

In a second configuration, the FECFRAME sender generates a fixed bitrate flow, equal to the CBR communication path bitrate equal to br_out (in bits/s), and this value is known by the FECFRAME sender, as in [Roca17]. The maximum source flow bitrate needs to be such that, with the added repair flow overhead, the total transmission bitrate remains inferior or equal to br_out. We have:

2番目の構成では、FECFRAME送信者は、br_out(ビット/秒)に等しいCBR通信パスのビットレートに等しい固定ビットレートフローを生成し、この値は[Roca17]のようにFECFRAME送信者に知られています。最大のソースフロービットレートは、修復フローのオーバーヘッドが追加された場合でも、総送信ビットレートがbr_out以下になるようにする必要があります。我々は持っています:

      dw_max_size = (max_lat * br_out * cr) / (8 * E)
        

assuming here also that the encoding and decoding times are negligible with respect to the target max_lat.

ここでも、ターゲットのmax_latに関してエンコードとデコードの時間が無視できると仮定します。

For decoding to be possible within the latency budget, it is required that the encoding window maximum size be smaller than or at most equal to the decoding window maximum size. The ew_max_size is the main parameter at a FECFRAME sender, but its exact value has no impact on the FEC-related latency budget. The ew_max_size parameter is computed as follows:

レイテンシバジェット内でデコードが可能になるには、エンコードウィンドウの最大サイズがデコードウィンドウの最大サイズ以下である必要があります。 ew_max_sizeはFECFRAME送信側の主要なパラメーターですが、その正確な値はFEC関連の遅延バジェットに影響を与えません。 ew_max_sizeパラメータは次のように計算されます。

      ew_max_size = dw_max_size * WSR / 255
        

In line with [Roca17], WSR = 191 is considered as a reasonable value (the resulting encoding to decoding window size ratio is then close to 0.75), but other values between 1 and 255 inclusive are possible, depending on the use-case.

[Roca17]と同様に、WSR = 191は妥当な値と見なされます(結果のエンコードとデコードのウィンドウサイズの比率は0.75に近くなります)。ただし、ユースケースに応じて、1から255までの他の値も可能です。

The dw_max_size is computed by a FECFRAME sender but not explicitly communicated to a FECFRAME receiver. However, a FECFRAME receiver can easily evaluate the ew_max_size by observing the maximum Number of Source Symbols (NSS) value contained in the Repair FEC Payload ID of received FEC Repair Packets (Section 4.1.3). A receiver can then easily compute dw_max_size:

dw_max_sizeはFECFRAME送信側によって計算されますが、FECFRAME受信側に明示的に通信されません。ただし、FECFRAMEレシーバーは、受信したFEC修復パケットの修復FECペイロードIDに含まれるソースシンボル(NSS)の最大値(セクション4.1.3)を監視することで、簡単にew_max_sizeを評価できます。その後、受信機はdw_max_sizeを簡単に計算できます。

      dw_max_size = max_NSS_observed * 255 / WSR
        

A receiver can then choose an appropriate linear system maximum size:

次に、受信者は適切な線形システムの最大サイズを選択できます。

ls_max_size >= dw_max_size

ls_max_size> = dw_max_size

It is good practice to use a larger value for ls_max_size as explained in Appendix D, which does not impact maximum latency nor interoperability.

付録Dで説明されているように、ls_max_sizeに大きな値を使用することをお勧めします。これは、最大遅延や相互運用性に影響を与えません。

In any case, for a given use-case (i.e., for target encoding and decoding devices and desired protection levels in front of communication impairments) and for the computed ew_max_size, dw_max_size and ls_max_size values, it is RECOMMENDED to check that the maximum encoding time and maximum memory requirements at a FECFRAME sender, and maximum decoding time and maximum memory requirements at a FECFRAME receiver, stay within reasonable bounds. When assuming that the encoding and decoding times are negligible with respect to the target max_lat, this should be verified as well, otherwise the max_lat SHOULD be adjusted accordingly.

いずれの場合も、特定のユースケース(つまり、ターゲットのエンコーディングおよびデコーディングデバイスと、通信障害の前にある望ましい保護レベル)および計算されたew_max_size、dw_max_size、およびls_max_sizeの値について、最大エンコーディング時間を確認することをお勧めします。 FECFRAME送信側での最大メモリ要件、およびFECFRAME受信側での最大デコード時間と最大メモリ要件は、妥当な範囲内にとどまります。エンコードとデコードの時間がターゲットのmax_latに関して無視できると仮定する場合は、これも検証する必要があります。そうでない場合は、それに応じてmax_latを調整する必要があります(SHOULD)。

The particular case of session start needs to be managed appropriately since the ew_size, starting at zero, increases each time a new source ADU is received by the FECFRAME sender, until it reaches the ew_max_size value. Therefore, a FECFRAME receiver SHOULD continuously observe the received FEC Repair Packets, since the NSS value carried in the Repair FEC Payload ID will increase too, and adjust its ls_max_size accordingly if need be. With a CBR flow, session start is expected to be the only moment when the encoding window size will increase. Similarly, with a CBR real-time flow, the session end is expected to be the only moment when the encoding window size will progressively decrease. No adjustment of the ls_max_size is required at the FECFRAME receiver in that case.

ew_sizeはゼロから始まり、FECFRAME送信者が新しいソースADUを受信するたびに、ew_max_size値に達するまで増加するため、セッション開始の特定のケースを適切に管理する必要があります。したがって、FECFRAMEレシーバーは、受信したFEC修復パケットを継続的に監視する必要があります。これは、修復FECペイロードIDで運ばれるNSS値も増加し、必要に応じてls_max_sizeを調整するためです。 CBRフローでは、セッション開始が、エンコーディングウィンドウサイズが増加する唯一の瞬間であると予想されます。同様に、CBRリアルタイムフローでは、セッション終了が、エンコーディングウィンドウサイズが徐々に減少する唯一の瞬間であると予想されます。その場合、FECFRAMEレシーバーでls_max_sizeを調整する必要はありません。

C.2. Other Types of Real-Time Flow
C.2. その他のタイプのリアルタイムフロー

In the following, we consider a real-time source ADU flow with a max_lat latency budget and a variable bitrate (VBR) measured at the entry of the FECFRAME sender. A first approach consists in considering the smallest instantaneous bitrate of the source ADU flow, when this parameter is known, and to reuse the derivation of Appendix C.1. Considering the smallest bitrate means that the encoding and decoding window maximum size estimations are pessimistic: these windows have the smallest size required to enable on-time decoding at a FECFRAME receiver. If the instantaneous bitrate is higher than this smallest bitrate, this approach leads to an encoding window that is unnecessarily small, which reduces robustness in front of long erasure bursts.

以下では、FECFRAME送信側のエントリで測定されたmax_latレイテンシバジェットと可変ビットレート(VBR)を備えたリアルタイムソースADUフローを検討します。最初のアプローチは、このパラメーターがわかっている場合に、ソースADUフローの最小瞬間ビットレートを検討し、付録C.1の導出を再利用することです。最小のビットレートを考慮することは、エンコードおよびデコードウィンドウの最大サイズの見積もりが悲観的であることを意味します。これらのウィンドウは、FECFRAMEレシーバーでオンタイムデコードを有効にするために必要な最小サイズを持っています。瞬間ビットレートがこの最小ビットレートよりも高い場合、このアプローチは、不必要に小さいエンコードウィンドウにつながり、長い消去バーストの前のロバスト性が低下します。

Another approach consists in using ADU timing information (e.g., using the timestamp field of an RTP packet header, or registering the time upon receiving a new ADU). From the global FEC-related latency budget, the FECFRAME sender can derive a practical maximum latency budget for encoding operations, max_lat_for_encoding. For the FEC schemes specified in this document, this latency budget SHOULD be computed with:

別のアプローチは、ADUタイミング情報を使用することからなる(例えば、RTPパケットヘッダのタイムスタンプフィールドを使用するか、または新しいADUを受信すると時間を登録する)。 FECFRAME送信者は、FECRAMEのグローバルなレイテンシバジェットから、エンコーディングオペレーションの実際の最大レイテンシバジェットmax_lat_for_encodingを導出できます。このドキュメントで指定されているFECスキームでは、このレイテンシバジェットは次のように計算する必要があります。

      max_lat_for_encoding = max_lat * WSR / 255
        

It follows that any source symbols associated to an ADU that has timed-out with respect to max_lat_for_encoding SHOULD be removed from the encoding window. With this approach there is no pre-determined ew_size value: this value fluctuates over the time according to the instantaneous source ADU flow bitrate. For practical reasons, a FECFRAME sender may still require that ew_size does not increase beyond a maximum value (Appendix C.3).

したがって、max_lat_for_encodingに関してタイムアウトしたADUに関連付けられているソースシンボルは、エンコーディングウィンドウから削除する必要があります(SHOULD)。このアプローチでは、所定のew_size値はありません。この値は、瞬間的なソースADUフローのビットレートに従って時間とともに変動します。実用上の理由から、FECFRAME送信者は、ew_sizeが最大値を超えないようにすることを依然として要求する場合があります(付録C.3)。

With both approaches, and no matter the choice of the FECFRAME sender, a FECFRAME receiver can still easily evaluate the ew_max_size by observing the maximum Number of Source Symbols (NSS) value contained in the Repair FEC Payload ID of received FEC Repair Packets. A receiver can then compute dw_max_size and derive an appropriate ls_max_size as explained in Appendix C.1.

どちらのアプローチでも、FECFRAME送信者の選択に関係なく、FECFRAME受信者は、受信したFEC修復パケットの修復FECペイロードIDに含まれるソースシンボル(NSS)の最大値を監視することで、ew_max_sizeを簡単に評価できます。レシーバーは、付録C.1で説明されているように、dw_max_sizeを計算して適切なls_max_sizeを導出できます。

When the observed NSS fluctuates significantly, a FECFRAME receiver may want to adapt its ls_max_size accordingly. In particular when the NSS is significantly reduced, a FECFRAME receiver may want to reduce the ls_max_size too in order to limit computation complexity. A balance must be found between using an ls_max_size "too large" (which increases computation complexity and memory requirements) and the opposite (which reduces recovery performance).

観測されたNSSが大幅に変動する場合、FECFRAMEレシーバーは、それに応じてls_max_sizeを適応させることができます。特にNSSが大幅に削減される場合、FECFRAMEレシーバーは、計算の複雑さを制限するためにls_max_sizeも削減することを望む場合があります。 ls_max_sizeが "大きすぎる"(計算が複雑になり、メモリ要件が増加する)とその逆(回復パフォーマンスが低下する)のバランスをとる必要があります。

C.3. Case of a Non-Real-Time Flow
C.3. 非リアルタイムフローの場合

Finally there are configurations where a source ADU flow has no real-time constraints. FECFRAME and the FEC schemes defined in this document can still be used. The choice of appropriate parameter values can be directed by practical considerations. For instance, it can derive from an estimation of the maximum memory amount that could be dedicated to the linear system at a FECFRAME receiver, or the maximum computation complexity at a FECFRAME receiver, both of them depending on the ls_max_size parameter. The same considerations also apply to the FECFRAME sender, where the maximum memory amount and computation complexity depend on the ew_max_size parameter.

最後に、ソースADUフローにリアルタイム制約がない構成があります。このドキュメントで定義されているFECFRAMEおよびFECスキームは引き続き使用できます。適切なパラメーター値の選択は、実際の考慮事項によって指示できます。たとえば、FECFRAMEレシーバーでの線形システム専用の最大メモリ量、またはFECFRAMEレシーバーでの最大計算の複雑さの推定値から導出できます。どちらもls_max_sizeパラメーターに依存します。同じ考慮事項がFECFRAME送信者にも適用され、最大メモリ量と計算の複雑さはew_max_sizeパラメーターに依存します。

Here also, the NSS value contained in FEC Repair Packets is used by a FECFRAME receiver to determine the current coding window size and ew_max_size by observing its maximum value over the time.

ここでも、FEC修復パケットに含まれるNSS値がFECFRAMEレシーバーによって使用され、時間の経過に伴う最大値を監視することにより、現在のコーディングウィンドウサイズとew_max_sizeが決定されます。

Appendix D. Decoding Beyond Maximum Latency Optimization (Informational)

付録D.最大遅延の最適化を超えたデコード(参考)

This annex introduces non-normative considerations. It is provided as suggestions, without any impact on interoperability. For more information see [Roca16].

この附属書では、非規範的な考慮事項を紹介しています。相互運用性に影響を与えることなく、提案として提供されています。詳細については、[Roca16]を参照してください。

With a real-time source ADU flow, it is possible to improve the decoding performance of Sliding Window Codes without impacting maximum latency, at the cost of extra memory and CPU overhead. The optimization consists, for a FECFRAME receiver, to extend the linear system beyond the decoding window maximum size, by keeping a certain number of old source symbols whereas their associated ADUs timed-out:

リアルタイムのソースADUフローを使用すると、追加のメモリとCPUのオーバーヘッドを犠牲にして、最大遅延に影響を与えることなく、スライディングウィンドウコードのデコードパフォーマンスを向上させることができます。 FECFRAMEレシーバーの場合、最適化は、関連するADUがタイムアウトになるのに対して、特定の数の古いソースシンボルを保持することにより、線形システムをデコードウィンドウの最大サイズを超えて拡張することで構成されます。

ls_max_size > dw_max_size

ls_max_size> dw_max_size

Usually the following choice is a good trade-off between decoding performance and extra CPU overhead:

通常、次の選択は、デコードパフォーマンスと追加のCPUオーバーヘッドの間の適切なトレードオフです。

ls_max_size = 2 * dw_max_size

ls_max_size = 2 * dw_max_size

When the dw_max_size is very small, it may be preferable to keep a minimum ls_max_size value (e.g., LS_MIN_SIZE_DEFAULT = 40 symbols). Going below this threshold will not save a significant amount of memory nor CPU cycles. Therefore:

dw_max_sizeが非常に小さい場合、最小のls_max_size値(たとえば、LS_MIN_SIZE_DEFAULT = 40シンボル)を維持することが望ましい場合があります。このしきい値を下回っても、メモリやCPUサイクルの大幅な節約にはなりません。したがって:

      ls_max_size = max(2 * dw_max_size, LS_MIN_SIZE_DEFAULT)
        

Finally, it is worth noting that a receiver that benefits from an FEC protection significantly higher than what is required to recover from packet losses, can choose to reduce the ls_max_size. In that case lost ADUs will be recovered without relying on this optimization.

最後に、パケット損失から回復するために必要なものよりも大幅に高いFEC保護の恩恵を受ける受信者は、ls_max_sizeを小さくすることを選択できることは注目に値します。その場合、失われたADUは、この最適化に依存せずに回復されます。

                                ls_max_size
   /---------------------------------^-------------------------------\
        
           late source symbols
    (pot. decoded but not delivered)            dw_max_size
   /--------------^-----------------\ /--------------^---------------\
   src0 src1 src2 src3 src4 src5 src6 src7 src8 src9 src10 src11 src12
        

Figure 11: Relationship between Parameters to Decode beyond Maximum Latency

図11:最大遅延を超えてデコードするパラメーター間の関係

It means that source symbols, and therefore ADUs, may be decoded even if the added latency exceeds the maximum value permitted by the application (the "late source symbols" of Figure 11). It follows that the corresponding ADUs will not be useful to the application. However, decoding these "late symbols" significantly improves the global robustness in bad reception conditions and is therefore recommended for receivers experiencing bad communication conditions [Roca16]. In any case whether or not to use this optimization and what exact value to use for the ls_max_size parameter are local decisions made by each receiver independently, without any impact on the other receivers nor on the source.

これは、追加されたレイテンシがアプリケーションで許可されている最大値(図11の「最新のソースシンボル」)を超えた場合でも、ソースシンボル、したがってADUがデコードされる可能性があることを意味します。したがって、対応するADUはアプリケーションには役立ちません。ただし、これらの「レイトシンボル」をデコードすると、受信状態が悪い場合のグローバルな堅牢性が大幅に向上するため、通信状態が悪い受信者に推奨されます[Roca16]。いかなる場合でも、この最適化を使用するかどうか、およびls_max_sizeパラメーターに使用する正確な値は、他のレシーバーやソースに影響を与えることなく、各レシーバーによって個別に行われるローカル決定です。

Acknowledgments

謝辞

The authors would like to thank the three TSVWG chairs, Wesley Eddy (our shepherd), David Black, and Gorry Fairhurst; as well as Spencer Dawkins, our responsible AD; and all those who provided comments -- namely (in alphabetical order), Alan DeKok, Jonathan Detchart, Russ Housley, Emmanuel Lochin, Marie-Jose Montpetit, and Greg Skinner. Last but not least, the authors are really grateful to the IESG members, in particular Benjamin Kaduk, Mirja Kuehlewind, Eric Rescorla, Adam Roach, and Roman Danyliw for their highly valuable feedback that greatly contributed to improving this specification.

著者は、3つのTSVWG議長であるWesley Eddy(私たちの羊飼い)、David Black、およびGorry Fairhurstに感謝します。責任あるADであるSpencer Dawkinsも同様です。そして、コメントを提供したすべての人、つまり(アルファベット順で)、Alan DeKok、Jonathan Detchart、Russ Housley、Emmanuel Lochin、Marie-Jose Montpetit、Greg Skinner。最後に重要なこととして、この仕様の改善に大きく貢献した非常に貴重なフィードバックを提供してくれたIESGメンバー、特にBenjamin Kaduk、Mirja Kuehlewind、Eric Rescorla、Adam Roach、Roman Danyliwに著者は本当に感謝しています。

Authors' Addresses

著者のアドレス

Vincent Roca INRIA Univ. Grenoble Alpes France

ヴィンセントロカINRIA大学グルノーブルアルプスフランス

   Email: vincent.roca@inria.fr
        

Belkacem Teibi INRIA Univ. Grenoble Alpes France

Belkacem Teibi INRIA大学グルノーブルアルプフランス

   Email: belkacem.teibi@gmail.com