上期我们向大家介绍了，贝锐向日葵为了实现低延迟、144高帧率以及高流畅度，自研的SADDC算法（点我了解详情），本期将继续为大家介绍自研的Oray-Raptor及其优势。
为了进一步提升弱网场景下的远程控制体验，提高解码成功率，贝锐旗下“国民远控”向日葵使用了自研的混合FEC算法：Oray-Raptor。
通过互联网传输数据
如何确保正确性？
众所周知，TCP协议是如今最为常用的网络协议之一，如果接收者发现报文错误或者丢包会要求发送者重传，它会通过一种“传输-确认”的反馈机制来实现。这是一种纠错机制，被称为自动重传（Automatic Repeat-reQuest，ARQ），它对通信损伤具有很强的修复能力，是一种可靠传输。
但它有一个缺点，在高丢包率和大延时的弱网环境中，大量的重传包会占用有限的资源，使本已糟糕的网络进一步恶化。ARQ本质是以时间换取可靠性，它会显著增加时延。
简单来说，如果遇到数据错误或丢失，通过ARQ机制，就会让对方再重发一次。
ARQ自动重传机制示意图↑
深空通信与远程控制
Oray-Raptor的诞生
在地球上，构建于TCP/IP的互联网通信，两端计算延时使用的是毫秒（ms）。如果增加传输距离，放在深空通信场景，地球与火星探测器之间，延时将以分钟计，地火距离随着各自的公转有远有近，一次交互大约需要8~20分钟。
与此同时，遥远的距离导致接收者的SNR（信噪比）极低，宇宙中复杂的电磁辐射使通信环境更加恶化。
遥远的距离对通信的编码增益提出了极高的要求，此时传统的TCP/IP基于反馈重传的机制就显得非常低效。
设想一下，接收者发现报文有误或者丢失（考虑到宇宙空间环境的不可预测，这会经常发生），要求火星探测器再发一份，这一次交互大约需要多花16~40分钟，这还只是一个报文的重传。
因此，出于效率的考虑，深空通信一般会使用高增益的信道编码。目前，喷泉码是一种被广泛使用的编码方案，它是前向纠错编码（FEC，Forward Error Correction）中的一种。
FEC前向纠错编码机制示意图↑
事实上，深空通信和远程控制场景中的一些需求非常类似，如它们对延时非常敏感。远控时，如果有较大的延迟，用户很容易感知到操作存在的滞后性。例如：用户点击鼠标画面却没有立刻反馈，而是需要等待1~2秒，不仅严重影响了体感，而且无法及时反馈，也容易引起用户重复操作，导致误操作的问题。显然，弱网环境下的远控，延时非常重要。
为了进一步提升远程控制体验，贝锐参考了深空通信的一些技术，综合使用了Raptor喷泉码技术和ARQ优化了弱网环境下的通信效率问题，并研发了Oray-Raptor混合编码。
Oray-Raptor传输算法↑
Oray-Raptor算法详解
融合ARQ与FEC技术的优势
在网络环境允许时，Oray-Raptor采用Raptor喷泉码技术，优先获得更小的数据传输延时。如果遇到丢包率>10%的弱网环境，超过Raptor喷泉码的纠错能力后，将使用ARQ进行少量数据重传，提高传输可靠性，从而满足基本解码需求，使得接收方可以重建所有数据。
FEC与ARQ完全不同，它彻底抛弃了TCP的ACK反馈模型，通过冗余编码技术对待发送的数据进行编码，即使在传输时出现丢包，接收者也可以通过冗余的编码对缺失的数据进行恢复，做到与ARQ的可靠传输。
它是单向的不需要双向连接，也没有反馈机制，在弱网环境中，在大规模丢包和超时的情况下，FEC相对于传统的通信模型可以大大提高传输效率。由于它的单向传输特性，它一般与UDP协议配合使用。
TCP、UDP传输协议差异对比↑
在UDP传输中最大纠错能力为16个信号。只要在连续发送的204个UDP数据包中丢包的数量小于16，即可正确的恢复数据。
总体来说，Oray-Raptor混合编码在充分利用于喷泉码无码率的特征之余，引入的少量的重传机制，以较低的延时代价，将解码成功率控制在可接受的范围内，进一步提高传输性能，达到更高的数据净荷率和带宽利用率，成功解决了“鱼和熊掌不可兼得”的难题。
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