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Recenti sviluppi sulle comunicazioni wireless hanno favorito la nascita di nuove tipologie di applicazioni multimediali.

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Presentazione sul tema: "Recenti sviluppi sulle comunicazioni wireless hanno favorito la nascita di nuove tipologie di applicazioni multimediali."— Transcript della presentazione:

1 Recenti sviluppi sulle comunicazioni wireless hanno favorito la nascita di nuove tipologie di applicazioni multimediali SCENARIO APPLICATIVO 1 Esempi sono la TV digitale terrestre, servizi multimediali per dispositivi mobili e sistemi di video sorveglianza…… Video Jet VCS RemoteVu Guardian Vanguard H263, MPEG 2/4 CIF / QCIF 4 Kbps – 128 Kbps 3 Fps – 30 Fps

2 Multicast Session SCENARIO APPLICATIVO 2

3 Un modello classico per il monitoraggio della qualità percepita: 3 Caratteristiche di tale architettura feedback per ridurre loutput bit rate dellencoder sorgente Confronto di quality feature del video in ricezione e trasmissione Problema: Le variazioni delle condizioni di rete producono dei ritardi nei pkt che si manifestano in degradazioni della qualità video percepita Limiti di tale architettura per trasmissioni MULTICAST Il sender gestisce n canali di feedback Overhead per il sender (Confronto delle quality feature di n video in ricezione con quelle in trasmissione) PROBLEMA

4 Obiettivo: Avere un monitor della qualità percepita che sia quanto più semplice e quanto meno invasivo possibile Come definito dall ITU-T (working group SG 12): La qualità di un servizio multimediale, dalla prospettiva dellutente, è definita da tre parmetri (NP): Delay (d) Delay variation (dv) Information loss (il) Negli ultimi anni si sono affermate metriche della qualità percepita del video Oggettive Soggettive Relazione tra i singoli parametri di rete e le metriche di qualità percepita Dipendenza tra i parametri di rete in funzione della qualità percepita Unico indice che sula base dei 3 parametri di rete rifletta la qualità percepita 4 OBIETTIVO

5 Progetto del MobiLAB Group per il meccanismo di failure detection basato sulle distribuzioni temporali dei parametri di rete …. il spec dv spec d spec Error Detector: Lerror Detector rileva un errore quando il sistema sta fornendo una qualità del servizio al di sotto di quella nominale LError Detector fornisce 3 valori booleani in uscita: e D (n)= t d si(n) > d spec e DV (n)= t dv si(n) > dv spec e IL (n)= t IL si(n) > il spec ? QUESTIONS: Fissata la qualità percepita, le soglie sono fisse o variabili? Le 3 soglie saranno tra loro dipendenti o indipendenti? Failure Detector 5 FAILURE DETECTOR

6 Testbed: Il testbed permette di mettere in relazione i parametri di rete con la qualità percepita dallutente NIST Net: Emulatore di rete WAN Sender: Invia la session Multicast Receiver: Salva la sessione Multicast Meter: Misura i parametri di rete relativi alla sessione Multicast Scelte Implementative: Codec H263 Protocollo di trasmissioneRTP/RTCP Framework JMF (Java Media Framework) 6 TESTBED

7 NIST Net è un emulatore di rete WAN: Alimentiamo NIST NET con i valori dei parametri misurati per una Multicast BackBone M – Bone.:: Uky – Ga Tech I dati a nostra disposizione riguardano flussi RTP e sono: Delay medio Sigma medio del delay %iloss.:: Variazione dei parametri di rete.:: Valutazione della qualità percepita 7 M-BONE

8 Video Quality Metric Il video originale e quello elaborato rappresentano i dati di ingresso ad un algoritmo che ne calcola la distorsione VQM è una metrica di qualità del video oggettiva sviluppata dalla NTIA/ITS. VQM fornisce valori vicini a quelli ottenibili con metriche soggettive..:: VQM VQM fornisce un punteggio che varia tra 0 e 1. 0: video originale uguale al video elaborato 1: massima distorsione: Video elaborato molto diverso dal video originale 8 VQM

9 VQM Score Video OriginaleVideo Processed VQM …. %pkt lossjitterdelay Ad ogni secondo di filmato viene generato un punteggio di VQM ed una terna di parametri NP 9 USO DEL TESTBED

10 Obiettivi dei test.: Fissata la soglia di VQM a 0,6.: Individuare le terne dei parametri di rete consentiti.: Ricavare la mutua dipendenza tra i tre parametri.: Aggregare i 3 parametri in un unico indice che sia espressione della qualità percepita.:: Campagna sperimentale Mean Delay Standard Deviation Delay linear correlation of pkt-to-pkt delay Mean Packet loss % Linear correlation of pkt pkt % pkt loss 1–161 – 50.1 – 0.9–– –––1 – 50.1 – –161 – 50.1 – 0.91 – 50.1 – 0.9 Mean Delay Standard Deviation Delay linear correlation of pkt-to-pkt delay Buffer dimension (ms) (1frame), 210 (3frame) 350 (5frame) 10 CAMPAGNA SPERIMENTALE

11 VQM(Delay) 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0, Delay (ms) VQM VQM(Delay) Poli. (VQM(Delay)) % pkt loss = 0 jitter medio = 8,7 ms % pkt loss = 0 jitter medio = 12 ms.:: VQM (Delay) Allaumentare del jitter medio lo score VQM cresce più o meno rapidamente in funzione dei valori di delay.:: la rete non perde pacchetti.:: Il buffer in ricezione è di 240 ms (~4 frame) …. 08, ,7 %pkt l SPEC Jitter SPEC d SPEC 11 RISULTATI SPERIMENTALI

12 VQM(jitter) 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 0,6 0,65 0,7 0, Jitter (ms) VQM VQM(jitter) Poli. (VQM(jitter)) % pkt loss = 0 delay medio = 5 % pkt loss = 0 delay medio = 10 … %pkt l SPEC Jitter SPEC d SPEC.:: VQM (Jitter) …analogamente, allaumentare del delay medio la curva di VQM subisce una traslazione.:: la rete non perde pacchetti.:: Il buffer in ricezione è di 240 ms (~4 frame) 12 RISULTATI SPERIMENTALI

13 VQM(%loss) 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0, %loss VQM VQM(%loss) Poli. (VQM(%loss)) delay medio = 4 ms jitter medio = 11,3 ms delay medio = 10 ms jitter medio = 11 ms …. 411,34 2,51110 %pkt l SPEC Jitter SPEC d SPEC.:: VQM (%packet loss) Allaumentare del delay medio lo score VQM cresce più rapidamente.:: la rete perde pacchetti.:: Il buffer in ricezione è di 240 ms (~4 frame) 13 RISULTATI SPERIMENTALI

14 VQM(%loss) 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0, %loss VQM VQM(%loss) Poli. (VQM(%loss)) delay medio = 4 ms jitter medio = 11,3 ms delay medio = 8 ms jitter medio = 19 ms.:: VQM (%packet loss) Per la stessa variazione del delay allaumentare del jitter medio lo score VQM si trova mediamente a valori più alti …. 411,34 3,5198 %pkt l SPEC Jitter SPEC d SPEC.:: la rete perde pacchetti.:: Il buffer in ricezione è di 240 ms (~4 frame) 14 RISULTATI SPERIMENTALI

15 Oss: Un ruolo fondamentale è quello del buffer in ricezione %loss(Buffer[ms]) 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0, Buffer[ms] %loss %loss(Buffer[ms]) VQM(Buffer[ms]) 0,45 0,46 0,47 0,48 0,49 0,5 0,51 0,52 0,53 0, Buffer[ms] VQM VQM(Buffer[ms]).:: Incidenza del buffer sul packet loss.:: Incidenza del buffer sulla qualità percepita.:: NOTA : In quest analisi non abbiamo inserito perdite di rete 15 RISULTATI SPERIMENTALI

16 1.Fissato lo score VQM i 3 parametri non sono tra di loro indipendenti 2.E possibile costruire un monitor della qualità percepita che sia basato sui parametri di rete 3.La grandezza del buffer incide notevolmente sulla qualità percepita Problema : Come aggregare i 3 parametri in un unico indice che sia espressione della qualità percepita ? Una possibile Soluzione : OWA (Ordered Weighted Averaging ) Delay Variation Inf. Loss Indice di qualità percepita 16 CONCLUSIONI E PROBLEMA

17 [0 – 2,3][8 – 16]ms[8 – 10]ms %pkt l d variation delay Correlazione tra INDICE OWA e VQM SCORE: Pearson correlation: 0,98 Spearman correlation: 0,99 Al di fuori del suddetto intervallo Valori molto bassi degli indicatori di correlazione 17 INDICE SINTETICO

18 Lindice di aggregazione OWA basato sui parametri di rete ha mostrato ottimi risultati per essendo limitato ad un preciso intervallo di variabilità dei parametri SVILUPPI FUTURI.:: Costruzione di un meccanismo di Recovery adatto per il MULTICAST.:: Costruzione di un meccanismo di Fault Forecasting basandosi sullandamento delle curve studiate.:: Prendere in considerazioni nuovi indici e effettuare uno studio comparativo 18 CONCLUSIONI E SVILUPPI FUTURI


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