Codificação e transmissão robusta de vídeo

Abstract

O crescimento vertiginoso dos sistemas de comunicações móveis, motivado por uma sociedade cada vez mais exigente, no que concerne a aplicações, eleva os requisitos a uma grande variedade de serviços de alta qualidade para os terminais móveis. Para dar resposta a esses requisitos, os sistemas implementados devem fornecer uma grande capacidade através de um ritmo de transmissão de informação variável com elevada eficiência de largura de banda. No entanto, o cenário rádio móvel apresenta fenómenos de desvanecimento, que induzem a uma degradação, por vezes severa, do sinal. Existem técnicas, nomeadamente o OFDM, que, dadas as suas características, permitem elevados ritmos de transmissão de informação, protegendo as características do sinal transmitido. O objectivo principal desta dissertação de Mestrado é estudar e implementar técnicas com o intuito de melhorar a qualidade de vídeo em sistemas sem fios. O trabalho desenvolvido encontra-se dividido em três partes principais. Na primeira é apresentado o estudo das modulações convencionais e avançadas. Na segunda parte são implementados algoritmos, com base em programação evolucionária e programação dinâmica para minimizar a probabilidade de erro introduzida pelo canal rádio móvel, nomeadamente para modulação M-QAM. Na última parte é desenvolvido um codificador/descodificador de vídeo para aplicar as soluções obtidas anteriormente. O estudo culmina com a medição do desempenho e aferição dos resultados. Para finalizar, são apresentadas algumas conclusões.

The enormous growth of mobile communications systems, due to a demanding society, concerning to new applications, heightens the requirements to a huge variety of mobile terminals high quality services. Those systems must provide big capacity, with high data bit rate and bandwidth. However, the radio channel introduces fading and multipath delay, that induces to signal degradation, sometimes very severe. There are techniques, particularly OFDM, that allow high data bit rate transmission, at the same time that protects signal characteristics, even in hostile environments. The main objective of this Master Thesis is to study and to implement algorithms in order to improve video quality in wireless systems. The research work is divided into three main parts. In the first one, the advanced and conventional modulations, applied in low bit rates transmission, are studied. In the second part, some algorithms are developed, by making use of evolutionary programming and dynamic programming, to minimize the error probability introduced by radio channel, particularly to M-QAM modulation. In the last part, a video encoder/decoder is developed to test the solutions obtained in the second part. This part ends with the performance measurement of radio channel and the consequents results are analysed. Finally, are described some conclusions.