El documento describe una unidad móvil virtual para ENG (Electronic News Gathering) que utiliza HSUPA para transmitir video de forma remota. La unidad captura video, lo comprime con H.264, lo encapsula en MPEG-2 y lo transmite a través de HSUPA. Se realizaron pruebas para medir la calidad, la pérdida de paquetes y los retrasos. Los resultados mostraron una buena calidad de video a altas tasas de bits. Se concluye que esta solución es viable para transmisiones en directo y para video ya edit

1. Unidad M´ovil Virtual para ENG sobre HSUPA
Antonio Foncubierta Rodr´ıguez
29 de septiembre de 2009

2. Necesidades del Sector Audiovisual Unidad M´ovil Virtual Sistema de Pruebas Conclusiones y L´ıneas futuras
Contenido de la Presentaci´on
1 Necesidades del Sector Audiovisual
2 Unidad M´ovil Virtual
Esquema General
Compresi´on
Encapsulado
Transmisi´on
3 Sistema de Pruebas
Estad´ısticas de paquetes
Paquetes Perdidos
Retrasos entre paquetes
Incidencia de otros usuarios
Medidas de Calidad
PSNR
SSIM
VQM
Incidencia de la tasa binaria y el tipo de contenido
4 Conclusiones y L´ıneas futuras
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Unidad M´ovil Virtual para ENG sobre HSUPA

3. Necesidades del Sector Audiovisual Unidad M´ovil Virtual Sistema de Pruebas Conclusiones y L´ıneas futuras
Necesidades del Sector Audiovisual
Electronic News Gathering
Unidades M´oviles Ligeras
Eventos sin necesidades de
realizaci´on
Electronic Field Production
Unidades M´oviles Completas
Producci´on y Realizaci´on de
grandes eventos
Necesidades Comunes
Conectividad Microondas o v´ıa Sat´elite
Desplazamiento material y personal
Consecuencias: Coste Elevado y Movilidad/Inmediatez Limitada
Antonio Foncubierta Rodr´ıguez
Unidad M´ovil Virtual para ENG sobre HSUPA

4. Necesidades del Sector Audiovisual Unidad M´ovil Virtual Sistema de Pruebas Conclusiones y L´ıneas futuras
Esquema General
Esquema General
Aparato de Captaci´on
Sistema de compresi´on y encapsulado
Conexi´on M´ovil
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Unidad M´ovil Virtual para ENG sobre HSUPA

5. Necesidades del Sector Audiovisual Unidad M´ovil Virtual Sistema de Pruebas Conclusiones y L´ıneas futuras
Compresi´on
Compresi´on
Elecci´on H.264
Flexibilidad
Alta capacidad de compresi´on
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Unidad M´ovil Virtual para ENG sobre HSUPA

6. Necesidades del Sector Audiovisual Unidad M´ovil Virtual Sistema de Pruebas Conclusiones y L´ıneas futuras
Encapsulado
Encapsulado
Datos A/V codificados en H.264 + MP3
Encapsulado en Transport Stream MPEG-2
Preferible al Program Stream
Adaptado a medios ruidosos
Transporte:
RTP: Real Time Protocol
UDP: User Datagram Protocol
IP
Capas inferiores dependientes de la tecnolog´ıa inal´ambrica
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Unidad M´ovil Virtual para ENG sobre HSUPA

7. Necesidades del Sector Audiovisual Unidad M´ovil Virtual Sistema de Pruebas Conclusiones y L´ıneas futuras
Transmisi´on
Redes M´oviles/In´alambricas
GPRS HSPA WiFi WiMAX
Espectro R. Licenciado Licenciado Uso Libre Licenciado
Tasa de Bits (aprox.) 100 Kbps 5 Mbps 50 Mbps 10 Mbps
Alcance (aprox.) 25 Km 5 Km 100 m 20 Km
Candidatos
WiMAX: Worldwide Interoperability Microwave Access
HSPA: High Speed Packet Access
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Unidad M´ovil Virtual para ENG sobre HSUPA

8. Necesidades del Sector Audiovisual Unidad M´ovil Virtual Sistema de Pruebas Conclusiones y L´ıneas futuras
Transmisi´on
WiMAX
Poca penetraci´on
Servicio de c´onexion a Internet b´asico
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Unidad M´ovil Virtual para ENG sobre HSUPA

9. Necesidades del Sector Audiovisual Unidad M´ovil Virtual Sistema de Pruebas Conclusiones y L´ıneas futuras
Transmisi´on
HSUPA
Despliegue r´apido
M´altiples Operadores.
Ampliamente soportado por distintos dispositivos
En constante evoluci´on: pr´oximo release
Velocidades Soportadas Actualmente: 7.2 / 2 Mbps
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Unidad M´ovil Virtual para ENG sobre HSUPA

10. Necesidades del Sector Audiovisual Unidad M´ovil Virtual Sistema de Pruebas Conclusiones y L´ıneas futuras
Estad´ısticas de paquetes
Estad´ısticas de paquetes
Wireshark:
Software de monitorizaci´on de tr´afico
Instalado en el equipo receptor
Resultados:
Paquetes Perdidos
Retrasos
Incidencia de otros usuarios
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Unidad M´ovil Virtual para ENG sobre HSUPA

11. Necesidades del Sector Audiovisual Unidad M´ovil Virtual Sistema de Pruebas Conclusiones y L´ıneas futuras
Estad´ısticas de paquetes
Paquetes Perdidos
Figura: Paquetes perdidos para un enlace ´unico - Datos Emp´ıricos
Esperanza: 1 paquete de cada 112000 (0.0089 %)
Moda: 0 paquetes perdidos.
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12. Necesidades del Sector Audiovisual Unidad M´ovil Virtual Sistema de Pruebas Conclusiones y L´ıneas futuras
Estad´ısticas de paquetes
Retrasos entre paquetes
Figura: Retardos entre paquetes - Datos Emp´ıricos
Retraso entre origen y destino: aprox. 2 s.
Jitter medio: aprox. 10 ms.
Probabilidad de Retraso mayor que la de p´erdida: buffers.
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13. Necesidades del Sector Audiovisual Unidad M´ovil Virtual Sistema de Pruebas Conclusiones y L´ıneas futuras
Estad´ısticas de paquetes
Incidencia de otros usuarios
Figura: Paquetes perdidos en enlace m´ultiple - Datos Em´ıiricos
Esperanza: 1 paquete de cada 200 (0.5 %)
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14. Necesidades del Sector Audiovisual Unidad M´ovil Virtual Sistema de Pruebas Conclusiones y L´ıneas futuras
Medidas de Calidad
PSNR
PSNR: Peak Signal to Noise Ratio
Medida objetiva de la calidad
No coincide con la calidad percibida por el espectador, aunque existe
cierta relaci´on
Definici´on PSNR
d(X, Y ) = 10 log10
2552
nm
n,m
i=1,j=1
(Xi,j − Yi,j)2
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15. Necesidades del Sector Audiovisual Unidad M´ovil Virtual Sistema de Pruebas Conclusiones y L´ıneas futuras
Medidas de Calidad
PSNR
Figura: PSNR (V´ıdeo Sencillo - 768 Kbps) - Datos Emp´ıricos
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16. Necesidades del Sector Audiovisual Unidad M´ovil Virtual Sistema de Pruebas Conclusiones y L´ıneas futuras
Medidas de Calidad
SSIM
SSIM: Structural Similarity Index Metric
Medida perceptual de la calidad
Intenta evaluar la similitud estructural entre im´agenes
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17. Necesidades del Sector Audiovisual Unidad M´ovil Virtual Sistema de Pruebas Conclusiones y L´ıneas futuras
Medidas de Calidad
SSIM
Figura: SSIM (V´ıdeo Sencillo - 768 Kbps) - Datos Emp´ıricos
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18. Necesidades del Sector Audiovisual Unidad M´ovil Virtual Sistema de Pruebas Conclusiones y L´ıneas futuras
Medidas de Calidad
VQM
VQM: V´ıdeo Quality Metric, recomendaciones ITU-T J.144, ITU-R
BT.1683.
Usa de la Transformada Discreta Coseno para aprovechar las
propiedades espacio-temporales del sistema de percepci´on humano.
Estima el valor de la m´etrica a partir del m´aximo valor de distorsi´on
en cada fotograma, ponderado con la media de distorsi´on.
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19. Necesidades del Sector Audiovisual Unidad M´ovil Virtual Sistema de Pruebas Conclusiones y L´ıneas futuras
Medidas de Calidad
VQM
Figura: VQM (V´ıdeo Sencillo - 768 Kbps) - Datos Emp´ıricos
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20. Necesidades del Sector Audiovisual Unidad M´ovil Virtual Sistema de Pruebas Conclusiones y L´ıneas futuras
Medidas de Calidad
Incidencia de la tasa binaria y el tipo de contenido
Figura: V´ıdeo Complejo - Datos Emp´ıricos de PSNR.
Mayor Tasa Binaria: Incremento de la calidad m´axima.
Mayor Complejidad: Ensanchamiento del histograma.
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21. Necesidades del Sector Audiovisual Unidad M´ovil Virtual Sistema de Pruebas Conclusiones y L´ıneas futuras
Conclusiones y L´ıneas futuras
Opci´on viable para la realizaci´on de conexiones en directo en
programas informativos, y para la transmisi´on de v´ıdeo ya editado
para su uso como contribuci´on en tiempo no real.
Calidad empeora con la inclusi´on de nuevos usuarios si estos
demandan ancho de banda al nodo B en la misma medida:
Calidad de Servicio
Evoluci´on de UMTS. Pr´oximos Releases
L´ıneas Futuras:
La migraci´on a RTP sobre TCP (Transmission Control Protocol):
mejorar la fiabilidad
Comportamiento del prototipo en movilidad
Mejorar la usabilidad: interfaz web
Equipos m´as ligeros y transportables
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22. Necesidades del Sector Audiovisual Unidad M´ovil Virtual Sistema de Pruebas Conclusiones y L´ıneas futuras
Trabajo Actual
Interfaz web:
Control remoto de la transmisi´on
Acceso mediante un navegador web est´andar
Previsualizaci´on de la captura actual
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23. Unidad M´ovil Virtual para ENG sobre HSUPA
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