在前文中介紹了RTT計算原理及其應用。下面介紹網絡抖動Jitter原理、計算方法以及在WebRTC中的應用。

什麼是抖動？在網絡傳輸中，每個包從發送端到接收端的時延都是不相同的，而Jitter就是用來衡量這種不同。一般在發送端，數據包發送時間間隔是相同的，也就是均勻發送數據，但是傳輸過程中由于各種情況，例如擁塞，丢包，網絡錯誤等，接收端收到的數據包間隔就會不一樣，可能一會大，一會小，導緻時延發生變化，這個時延的變化程度就是所謂的抖動。網絡中存在抖動會導緻接收端收包不均勻、甚至亂序，如果按照收包順序去播放，對于視頻而言，會導緻幀率變化，視頻播放就不平滑，有卡頓感。對于音頻而言，肯定會有時快時慢、來不及播放導緻卡頓、錯音等問題，在比較差的網絡場景中語音基本是沒法聽。接收端如果不做任何處理，就會影響用戶體驗。

WebRTC針對網絡抖動問題，根據音視頻分為：NetEQ與JitterBuffer2種，分别對音頻、視頻進行抖動處理，消除抖動造成的影響，這些會在我的後續文章介紹。

按照抖動的頻率，也可以分為：

穩定抖動：這種抖動是網絡和算法固有屬性導緻的，有一定的統計上的穩定性，在一段時間内呈現統計上的穩定性；

突發抖動：這些抖動是在穩定抖動基礎上疊加上突發的抖動尖峰，突發通常沒有太大規律，無法找到統計上的規律性。

一般的Jitter算法都是盡力去解決穩定抖動，對于突發抖動解決的并不是太好。

如下圖片是抖動的一個形象描述。

圖1 -Jitter

如何計算抖動？假設RTP中第i包中記錄的時間戳為Si（單位為采樣率），到達接收端的時間為Ri（單位同樣為采樣率），如果Si代表第i個包的發送時間戳，Ri代表第i個包的接收時間戳。Sj、Rj同理。

圖2 - Jitter計算原理圖

抖動(i, j) = |(Rj - Ri) - (Sj - Si)| = |(Rj - Sj) - (Ri - Si)| （1）

WebRTC為了統一抖動，并且為了很好地降噪、降低突發抖動的影響，把上面的抖動(i, j)定義為D(i, j)，抖動J(i)定義為:

J(i) = J(i-1) (|D(i-1, i)| - J(i - 1)) / 16 （2）

增益參數1/16是為了消除噪聲影響，使抖動收斂在較合理範圍内，避免突發數據的影響。從上一個公式中可以看到D(i-1, j)是唯一引起J(i)變化的因素。

WebRTC統計參數中的抖動計算代碼位于StreamStatisticianImpl::UpdateJitter中

圖3 - 代碼

time_diff_samples =|D(i−1,i)| （3）

J(i) = J(i-1) (time_diff_samples - J(i - 1)) / 16 （4）

圖4 - 代碼

至此我們得到了jitter_diff_q4，單位為采樣率，如果需要轉換為毫秒時間單位。由于jitter_diff_q4放大了16倍，首先需要還原回去jitter = jitter_q4_ >> 4;轉換為毫秒單位：jitter_ms = jitter / (clockrate_hz / 1000)（一般視頻的時鐘采樣頻率clockrate_hz為：90kHz）。jitter_ms就是得到的毫秒級别的抖動。

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