BRPI1101243A2 - processo de transmissão de uma sequência de vìdeo a partir de um terminal emissor e sistema de transmissão de uma sequência de vìdeo para pelo menos um terminal receptor - Google Patents
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Abstract
PROCESSO DE TRANSMISSãO DE UMA SEQUêNCIA DE VìDEO A PARTIR DE UM TERMINAL EMISSOR E SISTEMA DE TRANSMISSãO DE UMA SEQUêNCIA DE VìDEO PARA PELO MENOS UM TERMINAL RECEPTOR. A invenção refere-se a um processo de transmissão de uma sequência de vídeo a partir de um terminal emissor (1) que comporta pelo menos uma inter-face de rádio de curto alcance e uma inter-face de rádio longo alcance para pelo menos um terminal receptor (5) compreende as etapas de segmentação da sequéncia de video em uma camada de base que permite a obtenção de uma sequência de vídeo de baixa qualidade e pelo menos uma camada de melhoramento, complementar à camada de base, e que permite, em combinação com a camada de base a obtenção de uma sequência devídeo de melhor qualidade, de transmissão pela interface de rádio de longo alcance do terminal emissor (1),de pelo menos a totalidade da camada de base para o terminal receptor (5), de transmissão pela interface de rádio de curto alcance do terminal emissor (1) de pelo menos a totalidade da camada de melhoramento para pelo menos um terminal de cooperação (2) que compreende pelo menos uma inter-face de rádio de curto alcance e uma inter-face de rádio de longo alcance (13), e de transmissão pela interface de rádio de longo alcance do referido terminal de cooperação (2), de pelo menos a totalidade da camada de melhoramento para o terminal receptor (5).
Description
"PROCESSO DE TRANSMISSÃO DE UMA SEQÜÊNCIA DE VÍDEO A PARTIR DE UM TERMINAL EMISSOR E SISTEMA DE TRANSMISSÃO DE UMA SEQÜÊNCIA DE VÍDEO PARA PELO MENOS UM TERMINAL
RECEPTOR"
Campo da Invenção
A presente invenção refere-se a um método e sistema para transmitir uma seqüência de vídeo a partir de um terminal emissor que comporta pelo menos uma interface de rádio de curto alcance e uma interface de rádio de longo alcance para, pelo menos, um terminal receptor.
Fundamentos da Invenção
Ela se aplica em particular à transmissão de vídeo "ao vivo", também conhecida como fluxo (streaming), pois os dados de vídeo são consumidos, por exemplo, visualizados, à medida que forem recebidos pelo destinatário.
Esses dados de vídeo caracterizam-se pelo fato de terem uma vida útil limitada, e os dados essenciais devem necessariamente ser recebidos e processados pelo destinatário antes de üm determinado prazo, que é o instante em que esses dados são requeridos para serem visualizados. Passado esse período, esses dados se tornam inúteis.
Assim, para ser enviada a uma rede de vazão limitada, por exemplo, por uma conexão de rádio, uma seqüência de vídeo precisa ser compactada, de modo a garantir uma qualidade de recepção aceitável.
É conhecido através do documento "Cellular Controlled Short- Range Communication for Cooperative P2P Networking" (Frank H.P. Fitzek et al. WWRF 17, 2006), um método que combina tecnologias de comunicação por rádio de curto alcance e de longo alcance para aumentar a vazão de transmissão de dados a partir de uma estação de base para pelo menos dois terminais receptores capazes de trocar entre si, dados em comunicações de curto alcance, reduzindo ao mesmo tempo o consumo de energia necessária para essa transmissão.
Ao longo da descrição e das reivindicações, será entendida como conexão de rádio de curto alcance uma conexão de tipo WLAN, por exemplo, uma conexão Wi-Fi, estabelecida a uma distância máxima de cerca de algumas centenas de metros. Além disso, será designado por conexão de rádio de longo alcance uma conexão de rádio de tipo WAN, por exemplo, uma conexão WiMAX, com um alcance que pode atingir várias dezenas de quilômetros.
De acordo com esse método, em vez de enviar os mesmos dados a cada um dos terminais receptores por meio de uma comunicação de longo alcance, a estação de base transmite para cada terminal receptor uma parte diferente dos dados, pois cada um dos terminais transmite para os outros terminais, por uma comunicação de curto alcance, a parte dos dados que recebeu.
No entanto, no caso de transmissão de uma seqüência de vídeo a partir de um terminal móvel, a resolução da seqüência transmitida é muitas vezes limitada pela vazão possível em conexão ascendente do terminal móvel.
De fato, a potência de transmissão de rádio de cada interface de rádio de um terminal móvel é limitada, tanto por razões de tempo de vida da bateria, como para garantir o cumprimento de uma norma que fixa a taxa de absorção específica (SAR) máxima autorizada, ou seja, o nível máximo de radio freqüências por cada interface de rádio. Por exemplo, para um terminal móvel dotado de uma interface de rádio WiMAX, a vazão máxima em conexão descendente é de 5,76 Mbps, ao passo que ela é de apenas 115 kbps em conexão ascendente, ou seja, cerca de 50 vezes menor.
Além disso, para evitar interferências que possam causar uma emissão e recepção simultâneas, cada trama de uma conexão WAN de longo alcance, cuja duração é da ordem de alguns milissegundos, é composta de uma trama descendente, durante a qual o terminal recebe os pacotes de dados, e uma trama ascendente durante a qual o terminal transmite pacotes de dados. Cada uma das tramas descendente e ascendente possui um tempo pre- determinado, de modo que o terminal só possa transmitir dados durante períodos estabelecidos.
Consequentemente, a transmissão de uma seqüência de vídeo de alta resolução "ao vivo" a partir de um terminal móvel por uma conexão de rádio se revela geralmente impossível.
Várias soluções têm sido propostas para resolver esse problema.
Assim, a publicação W002/17043 descreve um método para transmitir uma mensagem, por exemplo, um vídeo, a partir de um terminal emissor para um terminal receptor, ambos equipados com várias interfaces de rádio de tecnologias diferentes tais como GPRS ou CDMA. De acordo com esse método, a mensagem é dividida em vários conjuntos de pacotes de dados, e cada um desses conjuntos é transmitido por uma interface de rádio diferente do mesmo terminal emissor para o mesmo terminal receptor. Em seguida, depois de receber todos os fragmentos, o terminal receptor os recombina para obter a mensagem original.
Esse método permite certamente aumentar a vazão em conexão ascendente a partir do terminal emissor, mas requer, para que o ganho de vazão seja elevado, que esse terminal e o ponto de acesso de rede sejam dotados de várias interfaces de rádio de tecnologias diferentes, Ora, os terminais atuais possuem raramente mais do que duas interfaces de rádio de tecnologias diferentes, e os pontos de acesso à rede não são geralmente dotados de interfaces de rádio de tecnologias diferentes.
De modo similar, o pedido US 2008/0130496 divulga um método de transmissão de uma seqüência de vídeo a partir de um terminal dotado de uma pluralidade de emissores para um servidor. O terminal gera, a partir da seqüência, vários pacotes de dados que são emitidos por diferentes emissores através de uma pluralidade de canais de uma rede 3G. Esses pacotes são recebidos e recombinados pelo servidor, que recompõe então o sinal de vídeo original. Assim, se o terminal incluir um número N de transmissores 3G, a vazão de emissão é multiplicada por um fator N.
No entanto, os terminais atuais não são geralmente dotados de mais de uma interface de rádio de uma determinada tecnologia. A implementação desse método requer uma mudança significativa de hardware dos terminais existentes. Além disso, esse método implica um consumo de energia elevado devido à multiplicação das emissões em conexões de longo alcance.
O objetivo da presente invenção é assim permitir a transmissão de dados a partir de um terminal emissor, em uma conexão ascendente e de longo alcance, com uma vazão mais elevada do que a vazão autorizada por uma conexão sem fio de tipo WAN1 cujas limitações de implementação sejam menores do que as impostas pelas soluções de acordo com o estado da técnica.
Descrição da Invenção
Para esse fim, a presente invenção tem por objeto um método do tipo precitado, caracterizado por compreender as seguintes etapas:
- segmentação da referida seqüência de vídeo em uma camada de base que permite a obtenção de uma seqüência de vídeo de baixa qualidade e pelo menos uma camada de melhoramento, complementar à camada de base, e que permite, em combinação com a camada de base a obtenção de um vídeo de melhor qualidade,
- transmissão pela referida interface de rádio de longo alcance do terminal emissor de pelo menos a totalidade da camada de base para o referido terminal receptor, - transmissão pela referida interface de rádio de curto alcance do terminal emissor de pelo menos a totalidade da camada de melhoramento para pelo menos um terminal de cooperação que compreende pelo menos uma interface de rádio de curto alcance e uma interface de rádio de longo alcance,
- transmissão pela referida interface de rádio de longo alcance do referido terminal de cooperação, de pelo menos a totalidade da camada de melhoramento para o referido terminal receptor.
Assim, de acordo com esse processo de transmissão cooperativo, o terminal emissor transmite a longo alcance apenas uma parte das camadas constitutivas da seqüência de vídeo, e recorre a terminais próximos, que servem de repetidores, para a transmissão das outras camadas da seqüência de vídeo.
O terminal emissor utiliza assim ao mesmo tempo sua conexão de seu longo alcance e sua conexão de curto alcance para a emissão da seqüência de vídeo, o que permite aumentar sua vazão em conexão ascendente.
Além disso, esse processo de transmissão é vantajoso do ponto de vista energético para o terminal emissor, pois este só emite uma parte das camadas da seqüência de vídeo através de uma conexão de longo alcance, que consome mais energia do que uma conexão de curto alcance.
De acordo com outros aspectos, o processo de transmissão comporta uma ou mais das seguintes características:
- a transmissão pela referida interface de rádio de longo alcance do terminal emissor de pelo menos a totalidade da camada de base para o referido terminal receptor e a transmissão, pela referida interface de rádio de longo alcance do referido terminal de cooperação de pelo menos a totalidade da camada de melhoramento para o referido terminal receptor são realizadas simultaneamente;
- processo compreende ainda uma etapa de início de uma cooperação, que compreende: - a difusão pela referida interface de rádio de curto alcance do terminal transmissor de um pedido de cooperação, e
- a transmissão pela interface de rádio de curto alcance do referido terminal de cooperação ao referido terminal emissor de uma mensagem de aceitação de cooperação.
- o processo de transmissão de dados compreende ainda uma etapa de início da transmissão, que compreende o envio pela referida interface de rádio de curto alcance do terminal emissor ao referido terminal de cooperação de uma mensagem que compreende parâmetros de conexão para a abertura pelo terminal de cooperação de uma conexão de longo alcance, e identificadores de conexão que compreendem os números de porta de origem e de destino, e um endereço do terminal emissor e do terminal receptor;
- a referida interface de longo alcance do terminal emissor se comunica de acordo com as tramas de comunicação que compreendem sucessivamente em tramas descendentes e tramas ascendentes, e a referida transmissão pela interface de rádio de curto alcance do terminal emissor da camada de melhoramento para o referido terminal de cooperação compreende uma etapa de transmissão de dados para o referido terminal de cooperação durante pelo menos uma das referidas tramas descentes, e a referida transmissão pela interface de rádio de longo alcance do terminal emissor da camada de base e a referida transmissão pela interface de rádio de longo alcance do referido terminal de cooperação da camada de melhoramento compreendem etapas de transmissão de dados das referidas camadas de base e de melhoramento respectivamente durante pelo menos uma das referidas tramas ascendentes;
- o processo de transmissão compreende ainda uma etapa de recepção das referidas camadas de base e de melhoramento por um ponto de acesso de rede e uma etapa de transmissão a partir do referido ponto de acesso de rede, para o referido terminal receptor, das referidas camadas de base e de melhoramento.
A presente invenção tem igualmente por objeto um sistema de transmissão de uma seqüência de vídeo para pelo menos um terminal receptor, que compreende um terminal emissor que comporta pelo menos uma interface de rádio de curto alcance e interface de rádio de longo alcance, e pelo menos um terminal de cooperação que comporta pelo menos uma interface de rádio de curto alcance e uma interface de rádio de longo alcance, caracterizado pelo fato de que o referido terminal emissor compreende ainda:
- meios para segmentar a referida seqüência de vídeo em uma camada de base que permite a obtenção de uma seqüência de vídeo degradada e pelo menos uma camada de melhoramento, complementar à referida camada de base,
meios para comandar a transmissão pela referida interface de rádio de longo alcance do terminal emissor de pelo menos a totalidade da camada de base para o referido terminal receptor, e
- meios para comandar a transmissão pela referida interface de rádio de curto alcance do terminal emissor de pelo menos a totalidade da camada de melhoramento para o referido terminal de cooperação,
e pelo fato de que o referido terminal de cooperação compreende meios para comandar a transmissão, pela interface de rádio de longo alcance do terminal de cooperação, de pelo menos a totalidade da camada de melhoramento para o referido terminal receptor.
De acordo com outros aspectos, o processo de transmissão comporta uma ou mais das seguintes características:
- o referido terminal emissor compreende ainda meios para determinar a vazão possível entre a interface de rádio de longo alcance do terminal emissor e o terminal de recepção; - o referido terminal emissor compreende ainda meios para gerar um pedido de cooperação e para comandar a difusão do referido pedido pela sua interface de rádio de curto alcance, e o referido terminal de cooperação compreende meios para gerar uma mensagem de aceitação de cooperação e para comandar a transmissão da referida mensagem de aceitação de cooperação ao referido terminal emissor;
- o referido terminal emissor compreende ainda meios para gerar uma mensagem de informação que contém parâmetros de comunicação necessários para a transmissão pelo referido terminal da cooperação da referida camada de melhoramento e para comandar a transmissão da referida mensagem de informação ao referido terminal de cooperação.
Breve Descrição dos Desenhos
A presente invenção será mais bem compreendida mediante um exemplo de um de seus modos de realização que vai ser agora descrito em relação às figuras anexas nas quais:
- A Figura 1 é um esquema que ilustra uma rede de comunicação apropriada para a implementação do processo de acordo com a presente invenção;
- A Figura 2 é um esquema que representa a arquitetura dos terminais emissores e de cooperação apropriados para a implementação do processo de acordo com a presente invenção;
- A Figura 3 representa um esquema sinótico que ilustra a implementação de um processo de transmissão de uma seqüência de vídeo de acordo com um modo de realização da presente invenção.
A Figura 1 representa a arquitetura geral de um sistema no qual o processo de acordo com a presente invenção pode ser implementado. descrição de Realizações Particulares
Esse sistema compreende um terminal emissor 1, terminais de cooperação 2 idênticos ao terminal emissor, um ponto de acesso de rede 3, uma rede de comunicação 4 e um terminal de recepção 5.
O terminal emissor 1, denominado as seguir terminal de origem, pode ser qualquer tipo de dispositivo que comporte pelo menos uma interface de rádio de longo alcance de tipo WAN1 tal como uma interface de acordo com a norma WiMAX IEEE 802.16, e pelo menos uma interface de rádio de curto alcance do tipo WLAN, por exemplo uma interface Wi-Fi de acordo com a norma IEEE 802.11g, e capaz de transmitir um fluxo de dados para um dispositivo receptor. Como exemplo não limitativo, o terminal· de origem 1 é um telefone celular.
Esse terminal de origem 1 está apto a se comunicar, em modo de emissão e de recepção, através de uma conexão de curto alcance de tipo WLAN com pelo menos um terminal de cooperação 2. No exemplo representado na Figura 1, dois terminais de cooperação 2 estão representados, mas o número desses terminais 2 pode ser diferente. Esses terminais de cooperação 2 são dotados de uma interface de rádio de tipo WLAN de mesma tecnologia que a interface WLAN do terminal de origem, e compreendem igualmente uma interface de rádio de longo alcance. Os terminais de cooperação 2 estão situados a uma distância máxima de poucas centenas de metros do terminal de origem 1.
O ponto de acesso de rede 3 compreende uma antena de rádio de mesma tecnologia que a interface de longo alcance dos terminais de origem 1 e de cooperação 2 e compreende meios para transmitir dados enviados pelos terminais 1 e 2, através da rede de comunicação 4, para o terminal de recepção 5, destinatário desses dados.
A Figura 2 mostra, de forma simplificada, a arquitetura de um terminal de origem 1 e de terminais de cooperação 2 apropriados para a transmissão de uma seqüência de vídeo de acordo com o processo de transmissão de acordo com a presente invenção.
Esses terminais 1 e 2 compreendem em particular um codificador de vídeo 10, um módulo de decisão 11, um módulo de adaptação 12 e pelo menos duas interfaces radio, respectivamente de tipo WAN 13 e WLAN 14. O codificador de vídeo 10 está conectado ao módulo de decisão 11, que está por sua vez conectado às interfaces de rádio 13 e 14 através do módulo de adaptação 12.
Como exemplo, a interface WAN 13 é uma interface WiMAX, e a interface WLAN 14 é uma interface WI-FI que utiliza o protocolo IEEE 802.11g.
Essas interfaces de rádio 13 e 14 compreendem, em particular, meios para encapsular os dados a serem emitidos e transmitidos na forma de pacotes de dados e meios para desencapsular os pacotes que elas recebem.
O codificador de vídeo de 10 é um codificador escalável, de acordo com a norma H264/SVC (Scalable Video Coding1 isto é, a codificação de vídeo escalável), capaz de gerar a partir de uma seqüência de vídeo, camadas de dados independentes, que compreendem uma camada de base, codificada de acordo com a norma H264/AVC, e pelo menos uma camada de melhoramento. A camada de base contém uma versão de baixa resolução da seqüência de vídeo, e as camadas de melhoramento que permitem melhorar de modo progressivo a resolução da seqüência em relação à camada de base, e podem ser transmitidas por fluxos de dados independentes. Assim, a camada de base permite a obtenção de uma seqüência de vídeo de baixa qualidade e as camadas de melhoramento permitem, em combinação com a camada de base, a obtenção de uma seqüência de vídeo de melhor qualidade.
O módulo de decisão 11 está apto a determinar, quando recebe fluxos de dados a partir do codificador 10 ou a partir das interfaces de rádio 13 e 14, como esses fluxos devem ser geridos.
O módulo de decisão 11 compreende assim meios para determinar a largura de banda disponível entre o terminal e o ponto de acesso de rede 3, e a vazão máxima de dados que a interface WLAN 13 pode emitir para o ponto de acesso de rede 3. O módulo de decisão 11 compreende igualmente meios para escolher, quando ele recebe camadas de dados de vídeo a serem enviados para um terminal receptor 5, qual modo de transmissão adotar, em função em particular da quantidade de dados a ser enviada, da vazão máxima da banda passante para o ponto de acesso de rede 3.
O módulo de decisão 11 compreende ainda meios para iniciar uma transmissão cooperativa, gerando um pedido de cooperação que transmite o módulo de adaptação 12 bem como uma instrução de difusão desse pedido por meio da interface WLAN 14. Ao receber mensagens de aceitação provenientes de terminais que aceitam o pedido de cooperação, o módulo de decisão 11 está apto a escolher, entre esses terminais, um ou mais terminais de cooperação.
O módulo de decisão 11 compreende ainda meios para gerar uma mensagem de informações, destinada aos terminais de cooperação 2, contendo os parâmetros de comunicação necessários para a transmissão de fluxos de dados para o terminal receptor 5 através de uma conexão WAN de longo alcance.
Além disso, o módulo de decisão 11 está apto a transmitir ao módulo de adaptação 12 camadas de dados de vídeo, bem como uma instrução de envio dessas camadas através da única interface de rádio WAN 13, ou através da interface de rádio WAN 13 e da interface de rádio WLAN 14, de acordo com o modo de transmissão escolhido. O módulo de decisão 11 está igualmente apto a transmitir para o módulo de adaptação 12 uma instrução de eliminação de uma ou mais camadas de vídeo, quando todas as camadas geradas pelo codificador não puderem ser transmitidas. O módulo de decisão 11 compreende assim meios para comandar o envio das camadas de dados de vídeo através da interface WAN 13 durante as tramas ascendentes da interface WAN 13 do terminal de origem 1, e meios para comandar o envio das camadas de dados de vídeo pela interface WLAN 14 durante as tramas descendentes da interface de WAN 13 do terminal de origem 1.
Além disso, o módulo de decisão 11 compreende meios para decidir, em função de critérios tais como o nível de carga da bateria -e a disponibilidade de um novo terminal para estabelecer uma nova comunicação, aceitar ou recusar um pedido de cooperação recebido por esse terminal, e meios para gerar uma mensagem de aceitação de cooperação.
O módulo de adaptação 12 de acordo com os módulos de adaptação segundo o estado da técnica, está apto a transmitir os fluxos de dados que recebe do módulo de decisão 11 para a interface 13 WAN ou a interface WLAN 14, ou a eliminar esses fluxos, em função das instruções que recebe do módulo de decisão 11.
Na Figúra 3 está representado um esquema sinótico que ilustra o processo de transmissão de uma seqüência de vídeo de acordo com a presente invenção, a partir de um terminal de origem 1 para um terminal de recepção de uma rede 5 através da rede 4, tal como ilustrado na Figura 1.
Em uma primeira etapa de codificação 20 desse processo, o codificador de vídeo 10 do terminal de origem 1 gera, a partir da seqüência de vídeo a ser transmitida, Nl camadas de dados de vídeo complementares, cada uma delas compreendendo uma parte dos dados que constituem a seqüência de vídeo original, que serão transmitidas na forma de Nl fluxos de dados. O codificador de vídeo 10 é um codificador H264/SVC, que gera durante a etapa uma camada de base, codificada segundo a norma H264/AVC, e pelo menos uma camada de melhoramento. Em seguida, em uma etapa de decisão 21, o codificador de vídeo 10 transmite ao módulo de decisão 11 todas as camadas de dados de vídeo, e este determina, em particular, em função da quantidade de dados a serem transmitidos, da vazão possível e da largura de banda disponível na conexão WAN 13 entre o terminal de origem 1 e o ponto de acesso de rede 3, qual modo de transmissão adotar para enviar essas camadas de dados.
A vazão possível em conexão a partir do terminal de origem 1 e a largura de banda disponível podem se mostrar suficientes para a transmissão "ao vivo" de todas as camadas de dados de vídeo a partir da interface de rádio WAN 13 de terminal de origem 1. Nesse caso, durante uma etapa 22 de transmissão segundo uma conexão WAN das camadas de dados de vídeo, o módulo de decisão 11 transmite todas essas camadas ao módulo de adaptação 12 bem como uma instrução de envio através unicamente da interface WAN 13. Em resposta a essa instrução, o módulo de adaptação 12 transmite todas as camadas à interface de rádio WAN, e essas camadas são enviadas pela interface de rádio WAN 13, após a adição de um cabeçalho MAC aos pacotes de dados que constituem essas camadas, para o terminal de recepção 5 através do ponto de acesso de rede 3.
De modo alternativo, se a vazão em conexão ascendente ou a largura de banda disponível for insuficiente para a transmissão de todas as camadas pela conexão WAN a partir do terminal de origem 1, o módulo de decisão 11 inicia uma transmissão cooperativa com os terminais de cooperação 2. De acordo com essa transmissão cooperativa, apenas a camada de base é emitida através da conexão WAN do terminal de origem 1, e a totalidade ou parte das camadas de melhoramento é enviada através da conexão WLAN do terminal de origem aos terminais de cooperação 2 para que eles transmitam essas camadas de melhoramento através de sua própria conexão WAN para o terminal de recepção 5. Para esse fim, durante uma etapa 25 de início da cooperação, o módulo de decisão 11 gera um pedido de cooperação, e esse pedido é transmitido pela interface rádio WLAN 14 por difusão de todos os terminais situados em local acessível.
Esse pedido é recebido pelos terminais dotados de uma interface de rádio WLAN 14 apropriada, e é transmitido ao módulo de decisão 11 de cada um desses terminais. Cada módulo de decisão 11 decide então, em função de critérios tais como o nível de carga da bateria do terminal e a disponibilidade do terminal para estabelecer uma nova comunicação, aceitar ou recusar o pedido, e cada módulo de decisão 11 que aceita esse pedido, transmite ao terminal de origem uma mensagem de aceitação, por meio da interface WLAN 14, de acordo com uma conexão ponto a ponto.
Após o envio do pedido de cooperação, o módulo de decisão 11 do terminal de origem 1 recebe, portanto, Ncoop mensagens de aceitação, portanto, através da interface WLAN 14 do terminal de origem. O módulo de decisão 11 escolhe então, entre os Ν000Ρ terminais que emitiram uma mensagem de aceitação, Ncol terminais de cooperação 2, em função em particular do número Nl de camadas de vídeo a ser transmitido. Assim, se o número Nl de camadas de vídeo a ser transmitido for inferior ou igual ao número de terminais disponíveis para sua transmissão (ou seja NCOoP +1). o módulo de decisão 11 escolhe, entre os NCOoP terminais, NL-1 terminais de cooperação 2. Se o número Nl de camadas de vídeo a ser transmitido for superior ao número de terminais disponíveis para sua transmissão, os Ncoop terminais são escolhidos como terminais de cooperação 2, e uma parte das camadas de vídeo, que são camadas que estão em excesso, será transmitido pelo terminal de origem 1 por uma conexão WAN, ou então não transmitido. Se o terminal de origem não receber nenhuma mensagem de aceitação, ele pode optar por transmitir apenas ao terminal de recepção 5 a camada de base da seqüência de vídeo.
Em seguida, em uma etapa 27 de início da transmissão, o módulo de decisão 11 transmite a cada um dos terminais de cooperação 2, através da interface de rádio WLAN 14 do terminal de origem 1, uma mensagem de informação contendo os parâmetros de comunicação necessários para a transmissão de fluxos de dados ao terminal de recepção 5 por uma conexão WAN de longo alcance. Por exemplo, se essa conexão WAN for uma conexão WiMAX, esses parâmetros compreendem a vazão dos dados e o tipo de conexão (UGS ou rtPS por exemplo). Esses parâmetros compreendem igualmente identificadores de conexão, tais como os números de porta de origem e de destino e o endereço IP do terminal de origem 1 e do terminal de recepção 5. Ao receber essa mensagem, os terminais de cooperação 2 abrem, se necessário, uma conexão WAN de longo alcance de acordo com os parâmetros de comunicação recebidos.
O módulo de decisão 11 do terminal de origem 1 transmite então ao módulo de adaptação 12 desse terminal todas as camadas de vídeo criadas pelo codificador de vídeo 10 bem como um pedido indicando quais são as camadas de melhoramento que devem ser transmitidas para a interface WLAN 14 de curto alcance, para serem enviadas em seguida aos terminais de cooperação 2, qual é a camada de base, que deve ser transmitida para a interface WAN 13 de longo alcance para ser enviada diretamente ao terminal de recepção 5, e eventualmente quais camadas devem ser eliminadas.
Em resposta a esse pedido, o módulo de adaptação 12 elimina as eventuais camadas em excesso, transmite as camadas de melhoramento não eliminadas à interface WLAN 14, e a camada de base para a interface de WAN 13.
As camadas de melhoramento não' são emitidos de forma contínua aos terminais de cooperação 2, mas apenas durante as tramas descendentes da conexão WAN do terminal de origem 1, ou seja, os períodos em que o terminal de origem 1 não emite em longo alcance.
Assim, em uma etapa 29 transmissão WLAN das camadas de melhoramento, a interface WLAN 14 do terminal de origem 1 transmite a cada terminal de cooperação 2 um conjunto de pacotes de dados de uma camada intermediária dada, após o encapsulamento desses pacotes. De modo vantajoso, a transmissão de pacotes é regulada pelo algoritmo round-robin: a interface WLAN 14 transmite sucessivamente a cada terminal de cooperação 2 um pacote da camada de melhoramento associada a esse terminal, até o final da trama descendente da conexão WAN.
Além disso, a transmissão dos pacotes é controlada pelo protocolo RTCP (Protocolo de Controle de Transferência em Tempo Real / Real-time Transfer Control Protocol), que prevê o envio periódico, pelos destinatários dos pacotes, ou seja, os terminais de cooperação 2, pacotes de conhecimento ao terminal de origem 1. Assim, o terminal de origem 1 pode determinar quais terminais recebem efetivamente os pacotes enviados na etapa 29. Os pacotes de conhecimento, recebidos pela interface WLAN 14 do terminal de origem 1 são transmitidos para o módulo de decisão 11 desse terminal, que pode decidir, se um dos dois terminais de cooperação 2 não receber os pacotes de que é destinatário, eliminar esse terminal da lista dos terminais de cooperação. O módulo de decisão 11 pode então optar por eliminar o fluxo de melhoramento associado a esse terminal, ou buscar novos terminais capazes de cooperar, de acordo com uma nova etapa 25 de início da cooperação.
Após a etapa 29, ou seja, durante a trama ascendente da conexão WAN do terminal de origem 1, os terminais de cooperação 2 emitem durante uma etapa 31 de transmissão WAN das camadas de melhoramento a totalidade ou parte dos pacotes recebidos na etapa 29 para o terminal de recepção 5, através do ponto de acesso de rede 3. Para esse fim, os pacotes recebidos pela interface WLAN 14. de cada terminal de cooperação 2 são desencapsulados por essa interface WLAN 14, transmitidos ao módulo de decisão 11 do terminal que dirige esses pacotes através do módulo de adaptação 12, para a interface WAN 13 do terminal. Após o encapsulamento desses pacotes, incluindo, em particular, em seu cabeçalho os identificadores de conexão recebidos na etapa 27 de início da transmissão, a interface de WAN 13 emite a totalidade ou parte desses pacotes para o terminal de recepção 5.
Paralelamente, em uma etapa 33 de transmissão WAN da camada de base, a interface WAN 13 do terminal de origem 1 envia um conjunto de pacotes da camada de base, após o encapsulamento desses pacotes, para o terminal receptor 5 através do ponto de acesso de rede 3.
Assim, o terminal de origem 1 e os terminais de cooperação 2 emitem ao mesmo tempo, e potencialmente no mesmo canal de transmissão, dados para o ponto de acesso de rede 3. As transmissões WAN a partir desses terminais 1 e 2 utilizam um método de modulação que permitem várias transmissões em paralelo por terminais diferentes, por exemplo a modulação OFDMA (Acesso Múltiplo por Divisão de Freqüência Ortogonal / Orthogonal Frequency-Division Multiple Access /).
No fim das etapas 31 e 33, ou seja, no fim da trama ascendente da conexão WAN do terminal de origem 1, o terminal de origem 1 emite, em uma nova etapa 29, novos pacotes de cada camada de melhoramento para os terminais de cooperação 2, durante uma nova trama ascendente da conexão WAN. Essa etapa 29 é por sua vez seguida de novas etapas 31 e 33 de emissão de pacotes para o terminal de recepção 5.
Assim, o terminal de origem í emite sucessivamente, durante as tramas descentes e ascendentes da conexão WAN, pacotes de dados das camadas de melhoramento para os terminais de cooperação 2, e pacotes de dados da camada de base para o terminal de recepção 5. Paralelamente, cada terminal de cooperação 2 recebe, durante várias etapas 28, pacotes de dados de uma camada de melhoramento dada, e emite esses pacotes para o terminal de recepção 5, à medida que eles forem recebidos.
Durante uma etapa 35 de roteamento na rede, paralela às etapas 31 e 33 ou na etapa 22, o ponto de.acesso de rede 3 recebe os pacotes de cada uma das camadas, emitidos pelo terminal de origem e pelos terminais de cooperação 2 durante as etapas 31 e 33, ou pelo terminal de origem 1 somente durante a etapa 22, desencapsula esses pacotes e os envia através da rede 4 ao terminal de recepção 5. Este último recebe, portanto, de modo contínuo, em uma etapa 37 de recepção das camadas de dados de vídeo; vários fluxos de dados de vídeo com a mesma origem e o mesmo destino.
Compreende-se assim a partir da descrição, acima como o processo de transmissão de acordo com a presente invenção permite aumentar a vazão de transmissão de uma seqüência de vídeo em conexão ascendente.
Deve-se compreender, todavia, que o exemplo de realização apresentado acima não é limitativo.
Em particular, a codificação da seqüência de vídeo transmitida não é necessariamente uma codificação de acordo com a norma H264/SVC, mas pode ser qualquer codificação que permita decompor uma seqüência de vídeo em uma camada de base, que permita a obtenção de uma seqüência de vídeo degradada, e pelo menos uma camada de melhoramento complementar à camada de base. Além disso, o terminal não comporta necessariamente um codificador de vídeo, e a seqüência de vídeo pode ter sido codificada, previamente à sua transmissão, por um dispositivo diferente do terminal de origem.
Além disso, os terminais de cooperação podem ser diferentes do terminal de origem. Em particular, o módulo de decisão dos terminais de cooperação não compreende necessariamente meios para iniciar uma transmissão cooperativa.
Além disso, de acordo com outro modo de realização da presente invenção, o ponto de acesso de rede não é único, e os pacotes de dados são enviados para o terminal receptor através de vários pontos diferentes de acesso de rede. A interface de rádio de longo alcance WAN de um ou mais terminais de cooperação pode assim ser de uma tecnologia diferente da interface WAN do terminal de origem. Além disso, o ponto de acesso de rede pode ser ele próprio o destinatário da seqüência de vídeo.
A transmissão dos pacotes a partir do terminal de origem para os terminais de cooperação pode não utilizar o protocolo RTCP. Vantajosamente, o protocolo utilizado para essa transmissão prevê o envio periódico de pacotes de conhecimento pelos terminais de cooperação, por exemplo, conhecimentos MAC. Além disso, se a vazão em conexão ascendente o permitir, o terminal de origem pode emitir ao mesmo tempo a camada de base e uma ou mais camadas de melhoramento por sua conexão de longo alcance WAN, e pode transmitir uma ou mais camadas de melhoramento a cada terminal de cooperação.
Claims (11)
1. PROCESSO DE TRANSMISSÃO DE UMA SEQÜÊNCIA DE VÍDEO A PARTIR DE UM TERMINAL EMISSOR (1) que comporta pelo menos uma interface de rádio de curto alcance (14) e uma interface de rádio de longo alcance (13) para pelo menos um terminal receptor (5), caracterizado por compreender as etapas de: - segmentação (20) da referida seqüência de vídeo em uma camada de base que permite a obtenção de uma seqüência de vídeo de baixa qualidade e pelo menos uma camada de melhoramento, complementar à camada de base, e que permite, em combinação com a camada de base a obtenção de um vídeo de melhor qualidade; - transmissão (33) pela interface de rádio de longo alcance (13) do terminal emissor (1) de pelo menos a totalidade da camada de base para o referido terminal receptor (5); - transmissão (29) pela referida interface de rádio de curto alcance na (14) do terminal emissor (1) de pelo menos a totalidade da camada de melhoramento para pelo menos um terminal de cooperação (2) que compreende pelo menos uma interface de rádio de curto alcance (14) e uma interface de rádio de longo alcance (13); e - transmissão (31), pela referida interface de rádio de longo alcance (13) do referido terminal de cooperação (2), de pelo menos a totalidade da camada de melhoramento para o referido terminal receptor (5).
2. PROCESSO DE TRANSMISSÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a transmissão (33) pela referida interface de rádio de longo alcance (13) do terminal emissor (1) de pelo menos a totalidade da camada de base para o referido terminal receptor (5) e a transmissão (31), pela referida interface de rádio de longo alcance (13) do referido terminal de cooperação (2), de pelo menos a totalidade da camada de melhoramento para d referido terminal receptor (5) são realizadas concomitantemente.
3. PROCESSO DE TRANSMISSÃO, de acordo com uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma etapa (25) de início de uma cooperação, que compreende: - a difusão pela referida interface de rádio de curto alcance (14) do referido transmissor terminal (1) de um pedido de cooperação, e - a transmissão pela interface de rádio de curto alcance (14) do referido terminal de cooperação (2) ao referido terminal emissor (1) de uma mensagem de aceitação de cooperação.
4. PROCESSO DE TRANSMISSÃO, de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma etapa (27) de início da transmissão que compreende o envio pela referida interface de rádio de curto alcance (14) do terminal emissor (1) ao referido terminal de cooperação (2) de uma mensagem que compreende parâmetros de conexão para a abertura pelo terminal de cooperação (2) de uma conexão de longo alcance, e identificadores de conexão, que compreendem os números de porta de origem e de destino, e um endereço do terminal emissor (1) e do terminal receptor (5).
5. PROCESSO DE TRANSMISSÃO, de acordo com uma das reivindicações anteriores, no qual a referida interface de rádio de longo alcance (13) do terminal emissor (1) comunica de acordo com tramas de comunicação que compreendem sucessivamente tramas descendentes e tramas ascendentes, e caracterizado pelo fato de que a referida transmissão (29) pela interface de rádio de curto alcance (14) do terminal emissor (1) da camada de melhoramento para o referido terminal de cooperação (2) compreende uma etapa de transmissão (29) de dados para o referido terminal de cooperação (2) durante pêlo menos uma das referidas tramas descendentes, e pelo fato de que a referida transmissão (33) pela interface de rádio de longo alcance (13) do terminal emissor (1) da camada de base e a referida transmissão (31), pela interface de rádio de longo alcance do referido terminal de cooperação (2), da camada de melhoramento compreendem etapas de transmissão de dados das referidas camadas de base e de melhoramento respectivamente durante pelo uma das referidas tramas ascendentes.
6. PROCESSO DE TRANSMISSÃO, de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende uma etapa de recepção das referidas camadas de base e de melhoramento de um ponto de acesso de rede (3), e uma etapa de transmissão a partir do referido ponto de acesso de rede (3), para o referido terminal receptor (5), das referidas camadas de base e de melhoramento.
7. SISTEMA DE TRANSMISSÃO DE UMA SEQÜÊNCIA DÊ VÍDEO PARA PELO MENOS UM TERMINAL RECEPTOR (5), que compreende um terminal emissor (1) que comporta pelo menos uma interface de rádio de curto alcance (14) e uma interface de rádio de longo alcance (13), e pelo menos um terminal de cooperação (2) que comporta pelo menos uma interface de rádio de curto alcance (14) e uma interface de rádio de longo alcance (13), caracterizado pelo fato de que o referido terminal emissor (1) compreende adicionalmente: - meios (10) para segmentar a referida seqüência de vídeo em uma camada de base que permite a obtenção de uma seqüência de vídeo degradada e pelo menos uma camada de melhoramento, complementar à referida camada de base; - meios (11, 12) para comandar a transmissão (33) pela referida interface de rádio de longo alcance (13) do terminal emissor (1) de pelo menos a totalidade da camada de base para o referido terminal receptor (5); e - meios (11, 12) para comandar a transmissão (29) pela referida interface de rádio de curto alcance (14) do terminal emissor (1) de pelo menos a totalidade da camada de melhoramento para o referido terminal de cooperação (2); e pelo fato de que o referido terminal de cooperação (2) compreende meios (11, 12) para comandar a transmissão (31), pela interface de rádio de longo alcance (13) do terminal de cooperação (2), de pelo menos a totalidade da camada de melhoramento para o referido terminal receptor (5).
8. SISTEMA DE TRANSMISSÃO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o referido terminal emissor (1) compreende ainda meios para determinar o fluxo possível entre a interface de rádio de longo alcance (13) do terminal emissor (1) e o terminal de recepção (5).
9. SISTEMA DE TRANSMISSÃO, de acordo com uma das reivindicações 7 a 9, caracterizado pelo fato de que o referido terminal emissor (1) compreende ainda meios (11) para gerar um pedido de cooperação e para comandar a difusão do referido pedido por sua interface de rádio de curto alcance (14), e pelo fato de que o referido terminal de cooperação (2) compreende meios (11) para gerar uma mensagem de aceitação de cooperação e para comandar a transmissão da referida mensagem de aceitação de cooperação ao referido terminal emissor (1).
10.
SISTEMA DE TRANSMISSÃO, de acordo com uma das reivindicações 7 a 10, caracterizado pelo fato de que o referido terminal emissor (1) compreende ainda meios (11) para gerar uma mensagem de informação contendo parâmetros comunicação necessários para a transmissão (31) pelo referido terminal de cooperação (2) da referida camada de melhoramento e para comandar a transmissão da referida mensagem de informação ao referido terminal de cooperação (2).
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