Modelação de redes sem fios para comunicações multimédia

Abstract

As técnicas de codificação, transporte e transmissão de sinais digitais multimédia têm evoluído significativamente na última década. Têm sido publicados uma grande quantidade de estudos e normas relativos às questões acima referidas. Essencialmente, esta dissertação discute as normas da camada de transporte e apresenta resultados relativos à qualidade duma comunicação multimédia multiplexada em pacotes. Ao nível da camada de rede, o protocolo IP (Internet Protocol) tem servido não apenas para endereçamento mas também para a interligação de redes de telecomunicações, com tecnologias heterogéneas nas camadas inferiores (ligação e física). Acima da camada de rede, a informação fonte comprimida é encapsulada e transportada pelos protocolos UDP (User Datagram Protocol) e RTP (Real Time Transport Protocol). O objectivo destes protocolos de transporte/sessão é identificar a existência de erros nos dados fonte e associar informação de sincronismo e sequência. Esta informação permite o receptor minimizar os efeitos dos erros de comunicação e sincronizar diferentes conteúdos de media. Esta dissertação apresenta as técnicas de encapsulamento usadas num sistema de comunicação áudio-visual sobre um canal de onda curta HF (High Frequency). Estas técnicas foram estudadas no âmbito do projecto NAVIO (Navy Video), apoiado pela Marinha de Guerra Portuguesa. Para além disso, são apresentados alguns resultados relacionados com as perdas de pacotes que permitem avaliar a qualidade dos sinais reconstruídos na recepção. O principal objectivo do projecto é investigar e implementar um serviço de videoconferência, terra-navio. O sistema de comunicação sobre HF apresentado nesta dissertação utiliza apenas 4 kbps, dos quais 2 kbps são usados para a codificação do áudio e os outros 2 kbps para a codificação de alguns parâmetros que representam a face humana. Esta dissertação apresenta também um estudo semelhante para a rede IEEE 802.11g em resultado do trabalho realizado no projecto TRIVial (Transmissão Rádio Interactiva de Video Local) apoiado pela Philips-RCS (Remote Control System) e pela Agência de Inovação. Como resultado do conhecimento obtido, do estudo de ambas as redes em separado, é feita a análise da possibilidade de implementar um sistema constituído por duas redes locais sem fios ligadas por um canal HF. Esta análise permite prever a perda de pacotes duma comunicação multimédia caracterizada segundo o seguinte cenário: um terminal inserido numa rede local sem fios em terra a comunicar com um terminal inserido numa rede sem fios existente num navio, permanecendo ambas ligadas por um canal HF.

In the last decade, the coding techniques and transmission of digital multimedia has evolved significantly. Here have been published an enormous amount of papers, reports and standards concerned with the issues mentioned above. Generally speaking, this thesis discusses some standards related to the transport layer and presents some results related to the quality of a packetized multimedia communication. At the network layer, the IP (Internet Protocol) has served, not only for routing, but also for the interconnection of diverse telecommunications networks with heterogeneous technologies at lower layers (link and physical). Above the network layer, the compressed source data is encapsulated and transported making use of UDP (User Datagram Protocol) and RTP (Real Time Transport Protocol) protocol structures. The main goal of these transport/session protocols are to signal any communications errors and to include synchronization information as well as inserting packet sequence numbers. This thesis presents the encapsulation techniques used in an audio-visual communication system over a HF (High Frequency) channel. These techniques were studied in the NAVIO (Navy Video) project framework, a project supported by the Portuguese Navy. Furthermore, this thesis presents some results related to packet loss which allow us to evaluate the quality of the reconstructed signals at the receiver. The main goal of NAVIO project is to research and develop a video conference service running on earth and war vessel stations. The communication system over HF spends 4 kbps, in which 2 kbps are used for audio encoders and the remaining 2 kbps for encoding some face animation parameters. This thesis also presents a similar detailed study for IEEE 802.11g wireless network in consequence of a research work carried out in the TRIVial (Transmissão Rádio Interactiva de Video Local) project supported by Philips- RCS (Remote Control System) and Agência de Inovação. As a result of the obtained knowledge, from both networks study, we analyse the possibility of implementing an interconnected platform thereby, two wireless local networks are connected by a HF link. This analysis allow us to estimate the multimedia packet loss under the following scenario: a terminal as part of a wireless local network in earth, connected to a terminal as part of another wireless local network in a war vessel where both networks are interconnected by a HF link.