Código fontanal digital com janela deslizante suave para transmissão de conteúdos multimídia

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2016.Técnicas de transmissão de áudio, vídeo e imagem por difusão através de um canal que pode ser modelado como um canal com apagamento têm evoluído muito na comunidade científica. O uso de códigos Luby Transform (LT), Raptor e Tornado, pertencentes à família dos códigos fontanais, são um exemplo desta evolução. Também tem havido um grande esforço por parte da comunidade científica para melhorar a qualidade de experiência dos usuários no momento da transmissão de áudio, vídeo e imagem. Possibilitar, em tempo de transmissão, que os usuários ouçam o áudio, ou vejam o vídeo ou a imagem que estão sendo transmitidos é um grande desafio para os atuais sistemas de transmissão. O código LT padrão (tradicional) proposto por Luby em 2002só permite que a informação ou o conteúdo de mídia seja acessado após recuperar toda a informação da fonte. Esta característica se deve ao fato de os K pacotes da fonte serem selecionados para compor o pacote de paridade conforme uma distribuição uniforme. Logo, no decodificador não haverá um sequenciamento ou ordenamento dos pacotes recuperados, impossibilitando assim o acesso parcial ao conteúdo de mídia, por exemplo. Em 2007, Bogino et al. Propuseram um esquema de transmissão para o código LT utilizando uma janela deslizante. O objetivo do sistema proposto por Bonino et al. é fazer com que somente pacotes da fonte que estejam contidos na janela de comprimento W sejam selecionados para compor pacotes de paridade. Isto garante um certo sequenciamento ou ordenamento dos pacotes na decodificação, possibilitando o acesso ao conteúdo em tempo de transmissão. Após a transmissão de uma quantidade predeterminada de paridades na janela W, é feito um deslocamento de S pacotes da fonte de modo que haja uma sobreposição de W-S pacotes na nova janela de mesmo comprimento W formada. Esta sobreposição proporciona algumas melhorias em relação a um sistema tradicional de janela fixa. Este trabalho propõe um esquema de transmissão utilizando o código LT e uma janela deslizante suave para seleção dos pacotes da fonte objetivando uma redução na taxa de pacotes da fonte não recuperados, comparada com o esquema que utiliza janela deslizante de Bogino et al. Resultados de simulação computacional comprovam o melhor desempenho do esquema proposto.Abstract : Broadcast transmission techniques for audio, video and image through a channel that can be modeled as an erasure channel have greatly evolved within the scientific community. The use of LT, Raptor, and Tornado codes, all belonging to the family of fountain codes, are an example of this evolution. There has also been a great effort, by the scientific community, to improve the quality of user experience when streaming audio, video, and image. Enabling, at time of transmission, users to listen to audio or watch video or image that are being transmitted is a major challenge for current transmission systems. The standard LT code proposed by Luby in 2002 allows information or media content to be accessed only after recovering all the information from the source. This feature is due to the fact that K source packets are uniformly selected to compose the parity packet. Thus, the decoder will not have a sequencing or ordering of recovered packets, thereby preventing partial access to such a media content, for example. In 2007, Bogino et al. proposed a transmission scheme with the LT code using a sliding window. The aim of the proposed system by Bogino et al. is to have only the source packets which fall within in the window of width W selected to comprise parity packets. This ensures a certain sequencing or ordering of packets in decoding, enabling access to content at the time of transmission. After transmitting a predetermined number of parities within the window, a displacement S of source packets is made so that there is an overlap of W-S packets in the new length-W window. This overlap provides some improvements in comparison with a traditional system of fixed window. This paper proposes a transmission scheme using the LT code and a soft sliding window for the source package selection aiming at a reduction in the rate of non-recovered packet sources, compared with a system using sliding window. Simulation results show the improved performance achieved by the proposed scheme