BRPI0617710A2 - método e sistema para codificação adaptativa de informação em tempo real em redes sem fio - Google Patents

Abstract

<B>MéTODO E SISTEMA PARA CODIFICAçãO ADAPTATIVA DE INFORMAçãO EM TEMPO REAL EM REDES SEM FIO<D>As modalidades aqui descritas se referem a prover codificação adaptativa de informação em tempo real emsistemas de comunicação sem fio comutado por pacotes. Em uma modalidade, uma unidade de adaptação de taxa pode ser configurada para receber informação de realimentação local assim como realimentação extremo-a-extremo associada à transmissão de dados (tal como retardo de dados, perda de pacotes, potência máxima de transmissão, condição de canal, carga de setor, quantidade de dados armazenados, etc.) a partir de um módulo de acesso sem fio em comunicação com redes sem fio/cabeadas, e adaptar a codificação de informação em tempo real de acordo com esta informação de realimentação.

Description

"MÉTODO E SISTEMA PARA. CODIFICAÇÃO ADAPTATIVA DE INFORMAÇÃOEM TEMPO REAL EM REDES SEM FIO".

Campo da Invenção

Essa descrição se refere geralmente acomunicações sem fio. Mais especificamente, as modalidadesaqui descritas se referem a prover codificação adaptativade informação em tempo real em sistemas de comunicação semfio comutado por pacotes.

Descrição da Técnica Anterior

Sistemas de comunicação sem fio são amplamentedesenvolvidos para prover vários tipos de comunicação (taiscomo voz e dados) para múltiplos usuários. Tais sistemaspodem ser baseados nas técnicas de acesso múltiplo pordivisão de código (CDMA), acesso múltiplo por divisão detempo (TDMA), acesso múltiplo por divisão de freqüência(FDMA), ou outras técnicas de acesso múltiplo. Um sistemade comunicação sem fio pode ser projetado para implementarum ou mais padrões, tais como IS-95, cdma2000, IS-856,WCDMA, TD-SDMA, e outros padrões.

À medida que aumenta a demanda por serviços demultimídia (por exemplo, vídeo e áudio em tempo real, jogossem fio, e outros dados de multimídia) nos sistemas decomunicação sem fio é criado um desafio no sentido deprover serviços de multimídia eficientes . e de altaqualidade.

O documento US 2003152032 . . (Al) descreve umaparelho de transmissão de informação de vídeo paratransmitir eficientemente vídeo digital, tal como vídeoMPEG em tempo real, enquanto controla o congestionamento emuma rede IP de QoS não-garantida e suprime a degradação daqualidade de vídeo. Uma seção de controle de transmissão nolado do remetente produz informação de realimentação detaxa de bit de acordo com a informação de congestionamentona rede para um codificador em tempo-real, e controla umataxa de bit de transmissão para alterar a taxa de bit detransmissão de acordo com a informação de congestionamentona rede. A informação de realimentação de taxa de bit éobtida com base na informação de congestionamento na redeno lado do remetente, ou obtida no lado receptor erealimentada.

O documento WO 2004056028 (Al) descreve como acodificação adaptativa da informação de multimídia digitalpode ser executada ao medir parâmetros de link, tais comointensidade de sinal recebida, taxa de erro de bit, ou umataxa dos sinais de confirmação recebidos, de forma adeterminar uma taxa de transmissão disponível. Uma taxa decodificação máxima pode então ser determinada com base nataxa de transmissão disponível, por exemplo, ao dividir ataxa de transmissão disponível por um fator de overhead. Sea taxa de codificação da informação de multimídia digitalexceder a taxa de codificação máxima calculada, acodificação adaptativa da informação de multimídia digitalpode ser executada para conformar a taxa de codificação dainformação de multimídia digital á taxa de codificaçãomáxima calculada.

O documento US 2002191722 (Al) descreve um métodoem que ajusta seqüencialmente a velocidade de transmissãode dados que é para ser enviada para o terminal de rádioportátil com base na velocidade de transmissão realmomentânea no canal de comunicação que foi realimentado apartir do terminal de rádio portátil, e desse modo controlaa velocidade de comunicação de dados entre si mesmo e oterminal de rádio portátil, este é capaz de executarprocessamento de transmissão de dados que é correspondenteás mudanças da velocidade de transmissão no canal decomunicação, desta forma, é capaz de realizar comunicaçãode dados tendo excelente capacidade de comunicação e boaqualidade, mesmo se o estado de comunicação flutuar.

Breve Descrição das Figuras

Figura 1 - ilustra uma modalidade de um sistemade comunicação;

Figura 2 - ilustra uma modalidade de um esquemade adaptação de taxa, como ilustrado, por um gráfico deretardo de dados de link reverso como uma função de tempo;

Figura 3 - ilustra uma modalidade para ajustaradaptativamente limites fixados em um esquema de adaptaçãode taxa com base em retardo de dados extremo-a-extremo(end-to-end);

Figura 4 - ilustra um fluxograma de um processo,que pode ser usado para implementar algumas das modalidadesdescritas;

Figura 5 - ilustra um fluxograma de um processo,que pode ser usado para implementar algumas das modalidadesdescritas;

Figura 6 - ilustra um diagrama em blocos de umaparelho, no qual algumas das modalidades descritas podemser implementadas;

Figuras 7A-7C - ilustram modalidades paraselecionar adaptativamente o tipo de quadro de codificaçãocom base nas informações de pacotes perdidos; e

Figura 8 - ilustra um fluxograma de um processo,que pode ser usado para implementar algumas das modalidadesdescritas.

Descrição Detalhada da Invenção

As fontes de multimídia em tempo real adaptativas(por exemplo, vídeo telefonia (VT)) ainda estão no inícioda existência no ambiente sem fio atual, por exemplo, emcomparação com as suas contra-partes em um ambiente cab.eado(tal como a Internet). Em um sistema WCDMA, por exemplo, aabordagem atual é a de codificar todos os quadros de vídeopara ajustar dentro de uma largura de banda ou taxa de bitsespecifica. À luz de variável complexidade invariavelmenteassociada a diferentes seqüências de vídeo, uma taxa debits fixa pode ser desnecessariamente alta para algumas

seqüências de vídeo e então não produz aperfeiçoamentonotável na qualidade perceptual, ainda assiminaceitavelmente baixa para outras seqüências de vídeo eentão produz qualidade perceptual notavelmente baixa. Comopara as redes de pacotes de dados sem fio atuais (por

exemplo, um sistema do tipo de pacotes de dados de altataxa (HRPD) ) , não há taxa de tráfego fixa ou pré-definidapara fluxo VT (tal como em um sistema WCDMA) . À luz dademanda crescente por VT e outros serviços de multimídia emtempo real, existe, portanto, a necessidade de avançar a

codificação VT e outras informações em tempo real nossistemas de comunicação sem fio.

Em uma rede de dados de pacote sem fio, umcodificador (por exemplo, residindo em um dispositivo decomunicação sem fio, tal como um terminal de acesso) pode

ser capaz de inferir o canal de tráfego extremo-a-extremoatual do canal de tráfego de link reverso (RL) (que é ainformação local no terminal de acesso, como tambémdescrito abaixo), assim como um sinal de realimentaçãoextremo-a-extremo (E2E) a partir do buffer do decodificador

no decodificador de recepção. Desse modo, seria desejávelque o codificador adaptasse sua taxa de codificação deacordo com o desempenho de canal efetivo (por exemplo,condições de canal de tráfego RL, condições decongestionamento/retardo/perda extremo-a-extremo, etc.) com

base nas informações de realimentação disponíveis, enquantoexecuta codificação de informações em tempo real (porexemplo, de maneira tal que as informações que chegam aodecodificador possam ser decodificadas sem armazenamentosubstancial). Tal abordagem pode permitir que o retardo dequadro seja efetivamente controlado, e como resultado,melhorar a qualidade e eficiência de VT e outrastransmissões de informações em tempo real em um ambientesem fio. (Note que, para VT em ambiente cabeado, o primeirosalto (por exemplo, a partir de um computador de mesa paraInternet) tipicamente não é o gargalo, nem a largura debanda disponível e nem a condição do primeiro salto mudamrapidamente com o tempo. Portanto, as informações de canalde tráfego local podem não ser necessárias ao ajustar ataxa de codificação VT em tal ambiente).

As modalidades aqui descritas referem a métodos esistemas para prover codificação adaptativa de informaçãoem tempo real em sistemas de comunicação sem fio comutadopor pacote. Na descrição a seguir, VT pode ser usado comoexemplo para ilustrar os aspectos da invenção. Isto nãodeve ser considerado como uma limitação. Várias modalidadese aspectos aqui descritos podem ser aplicáveis acodificação adaptativa de qualquer informação em tempo realnos sistemas de comunicação sem fio.

Um codificador aqui descrito pode ser associado a(por exemplo, residir em) um dispositivo de comunicação semfio tal como um terminal de acesso (AT), configurado paracodificar qualquer informação em tempo real, incluindo (masnão limitada a) vídeo, áudio, jogos, e outros dados emtempo real (por exemplo, interativos).

Um AT aqui descrito pode referir a vários tiposde dispositivos, incluindo (mas não limitado a) um telefonesem fio, um telefone celular, um computador laptop, umdispositivo de multimídia sem fio, um cartão de computadorpessoal (PC) de comunicação sem fio, um assistente digitalpessoal (PDA), um modem externo ou interno, etc. Um AT podeser qualquer dispositivo de dados que comunica através deum canal sem fio e/ou através de um canal cabeado (porexemplo, por intermédio de cabos coaxiais ou fibra ótica).Um AT pode ter vários nomes, tal como unidade de acesso,unidade de assinante, estação móvel, dispositivo móvel,unidade móvel, telefone móvel, móvel, estação remota,terminal remoto, unidade remota, dispositivo de usuário,equipamento de usuário, dispositivo portátil, etc.Diferentes ATs podem ser incorporados em um sistema. Os ATspodem ser móveis ou estacionários, e podem ser dispersospor todo um sistema de comunicação. Um AT pode comunicarcom uma rede de acesso (AN) em um link direto (FL) e/ou umRL em um determinado momento. 0 FL (ou downlink) refere àtransmissão a partir da AN para o AT. 0 link reverso (ouuplink) refere à transmissão a partir do AT para a AN.Uma AN descrita aqui pode referir à parte de redede um sistema de comunicação, e pode incluir (mas não élimitada a) e/ou implementar a função de uma estação base(BS) , um sistema transceptor de estação base (BTS), umponto de acesso (AT), um transceptor de grupo de modem(MPT) , um Nó B (por exemplo, em um sistema do tipo WCDMA) ,etc. Adicionalmente, uma célula pode referir a uma área decobertura servida por uma AN. Uma célula pode ser divididaem um ou mais setores.

Vários aspectos, características e modalidadesserão descritos em maiores detalhes abaixo.

A Figura 1 ilustra uma modalidade de um sistemade comunicação 100, no qual várias modalidades aquidescritas podem ser implementadas. Como exemplo, umcodificador 120, junto com uma unidade de adaptação de taxa(ou módulo) 130, pode residir em um AT 110. 0 codificador120 pode ser configurado para ter uma faixa de taxas decodificação. O codificador 120 pode acessar redes semfio/cabeadas 150 através de um módulo de acesso sem fio 140no AT 110. As redes cabeadas/sem fio podem incluir uma oumais ANs, redes de canal de transporte de retorno e redesnúcleo, e outras infra-estruturas de rede. 0 módulo deacesso sem fio 140 pode incluir, por exemplo, camada decanal de acesso ao meio (MAC), camada física, e outrosmecanismos configurados para prover acesso às redes semfio/cabeadas 150. Em algumas modalidades, por exemplo, acamada física/MAC no módulo de acesso sem fio 140 pode serconfigurada para estar em comunicação com uma AN nas redessem fio/cabeadas 150 e para receber alguma informação derealimentação local disponível na AN. Um decodificador 170,junto com um buffer de decodif icador 180, pode residir emoutro AT 160, configurado para decodificar os dadoscodificados a partir do codificador 120 através de redessem fio/cabeadas 150.

No sistema 100, a unidade de adaptação de taxa130 pode ser configurada para receber informação derealimentação associada à transmissão de dados, a qual podeincluir "informação de realimentação local" (como ilustradopor "Local" na Figura 1) e "informação de realimentaçãoextremo-a-extremo" (como ilustrado por "E2E" na Figura 1),a partir do módulo de acesso sem fio 140, e adaptar acodificação de informação em tempo real de acordo com estainformação de realimentação, como descrito também abaixo.

O termo "informação de realimentação local" aquidescrito pode se referir a informação de realimentaçãoprontamente disponível e sem retardo substancial nocodificador 120 (por exemplo, provida pelo módulo de acessosem fio 140), incluindo (mas não limitado a) retardo dedados RL (por exemplo, provido pela camada física/MAC nomódulo de acesso- sem fio 140), condição de canal RL (porexemplo, potência máxima de transmisisão do AT, taxa decanal estimada, etc.), status de carga de setor RL (porexemplo, associado ao número de transmissores no RL,elevação sobre termal (RoT) medida no RL, etc.), carga útilde pacote de camada física/MAC RL (por exemplo, providapela camada física/MAC no módulo de acesso sem fio 140),informação de pacote perdido RL (por exemplo, provida pelacamada física/MAC no módulo de acesso sem fio 140), aquantidade de dados atualmente armazenada no módulo deacesso sem fio 140, etc.

O termo "informação de realimentação extremo-a-extremo" discutido aqui pode se referir à informação derealimentação transmitida a partir de um receptor (porexemplo, decodificador 170) de volta para um remetente (porexemplo, codificador 120), por exemplo, através das redessem fio/cabeadas 150 e do módulo de acesso sem fio 140 (talcomo ilustrado pela linha tracejada na Figura 1), incluindo(porém não limitado a) retardos de dados extremo-a-extremo,flutuação de fase extremo-a-extremo, status de buffer dedecodificador, retardo de tráfego de canal de transporte deretorno e rede núcleo, informação de pacote perdidoextremo-a-extremo, . etc. A informação de realimentaçãoextremo-a-extremo também pode considerar a condição decanal FL (por exemplo, como refletido pela razãosinal/ruído mais interferência (SINR) medida no FL), statusde carga de setor de FL (por exemplo, associado ao númerode usuários compartilhando o programador na AN), etc.

Em algumas modalidades, retardo de dados extremo-a-extremo pode ser determinado no decodificador 170 eprovido a unidade de adaptação de taxa 130, por exemplo,através das redes sem fio/cabeadas 150 e do módulo deacesso sem fio 140, tal como mostrado na Figura 1. Emoutras modalidades, o retardo de dados extremo-a-extremopode ser inferido (ou estimado) com base na informação derealimentação da unidade de adaptação de taxa 130 recebidaa partir do decodificador 170, por exemplo, através dasredes sem fio/cabeadas 150 e do módulo de acesso sem fio140. A informação de realimentação extremo-a-extremo podeser transportada, por exemplo, através de protocolo decontrole (RTCP) RTP (protocolo de transporte em temporeal), embutido no fluxo de tráfego a partir do receptorpara o remetente, ou através de mensagens de aplicaçãodefinida.

Em uma modalidade, a unidade de adaptação de taxa130 pode adaptar a taxa de codificação de acordo com oretardo de dados RL. Por exemplo, a unidade de adaptação detaxa 130 pode diminuir a taxa de codificação se o retardode dados RL for considerado grande, por exemplo, comparadoa um limite predeterminado (ou "retardo alvo"). A unidadede adaptação de taxa 130 pode aumentar a taxa decodificação (por exemplo, para aperfeiçoar a qualidade), seo retardo de dados RL estiver muito abaixo do retardo alvo.Considere a codificação de video como um exemplo. Umcodificador pode ajustar sua taxa de codificação através deum parâmetro de quantização (QP), tal como em um sistema dotipo MPEG-4, H.263, ou H.264. QP indica o tamanho da etapade quantização para um determinado quadro, o qual pode, porexemplo, variar entre {1,...,31}. Um QP menor pode produziruma melhor qualidade de video e resultar em um tamanho dequadro superior para um determinado quadro. Ao contrário,um QP maior pode produzir uma qualidade de video mais pobree resultar em um tamanho de quadro menor. Em algumasmodalidades, a unidade de adaptação de taxa 130 pode usarretardo de dados RL (por exemplo, quadro) para ajustar . ovalor de QP para o próximo quadro com base no valor de QPatual. Se o retardo de quadro RL incorrido for consideradogrande para o buffer de decodificador 180 (por exemplo,comparado com um retardo alvo) , o QP pode ser aumentadopara reduzir o próximo tamanho de quadro (e, portanto, oretardo de quadro futuro). Inversamente, se o retardo dequadro RL for considerado pequeno (por exemplo, abaixo doretardo alvo), o QP pode ser diminuído para melhorar aqualidade de vídeo, por exemplo, de maneira que mantém oretardo de quadro RL dentro do retardo alvo.

Em uma modalidade, a unidade de adaptação de taxa130 pode adaptar a taxa de codificação ao mudar afreqüência na qual os dados codificados podem ser enviadospara o decodificador 170. Por exemplo, nas aplicações VT,esta pode incluir ajustar a taxa de quadro de vídeocodificado de acordo com a informação de realimentação.

Em algumas modalidades, a unidade de adaptação detaxa 130 pode adaptar a taxa de codificação de acordo com acondição de canal RL, status de carga de setor RL, etc.lsto pode permitir que o codificador 120 reaja a eventosque variam com o tempo (por exemplo, súbitas mudanças emuma potência máxima de transmissão do AT, congestionamentode rede, e/ou o AT 110 sendo submetido ao handoff entresetores de carga diferente) em redes sem fio/cabeadas 150,enquanto garante que a informação chegará ao decodificador170 substancialmente no tempo e de forma ininterrupta, e édecodificada com qualidade suficiente. Por exemplo, aunidade de adaptação de taxa 130 (e/ou módulo de acesso semfio 140) pode primeiramente determinar uma taxa de canalestimada (por exemplo, a capacidade de transmissãodisponível no canal sem fio) com base na condição de canalRL, status de carga de setor RL, e outra informação derealimentação, e então ajustar a taxa de codificação atualcom base na taxa de canal estimada.

Em uma modalidade, a unidade de adaptação de taxa130 pode ser configurada para aumentar a taxa decodificação quando o setor estiver levemente carregado, erestringir a taxa de codificação quando o setor estivertotalmente carregado.

Em uma modalidade, a unidade de adaptação de taxa 130 pode adaptar a taxa de codificação de acordo com acondição de canal RL, por exemplo, a potência máxima detransmissão do AT 110. Isto pode permitir que um AT compotência limitada (por exemplo, com potência máximalimitada, ou situada na extremidade de seu setor) conduza codificação de informação em tempo real (por exemplo,

aplicações VT) em um nivel de qualidade aceitável aodiminuir a taxa de codificação.

Em uma modalidade, a unidade de adaptação de taxa130 pode adaptar a taxa de codificação de acordo com a carga útil de pacote da camada física RL e/ou carga útil depacote da camada MAC. Por exemplo, o codificador podecodificar a informação em uma taxa de codificação que écompatível com (por exemplo, menor do que) a carga útil depacote da camada física/MAC RL. Em uma modalidade, a unidade de adaptação de taxa130 pode adaptar a taxa de codificação de acordo com ainformação de realimentação extremo-a-extremo (por exemplo,retardo de dados extremo-a-extremo), a qual pode serprovida pelo decodificador 170 junto ao buffer de decodificador 180 através de redes sem fio/cabeadas 150(tal como ilustrado na Figura 1). Por exemplo, no evento emque o AT 110 está em uma condição de FL ruim ou em um setorde FL altamente carregado, a unidade de adaptação de taxa130 pode reduzir a taxa de codificação, de modo a tornar mais leve a carga do setor e garantir que a informaçãochegue ao decodificador 170 substancialmente em tempo eininterrupta e seja decodificada com qualidade suficiente.No evento em que o AT 110 está em uma condição extremo-a-extremo adequada, a unidade de adaptação de taxa 130 podeaumentar a taxa de codificação, desse modo, proporcionandomelhor qualidade global enquanto atende às exigências deretardo.

Nas aplicações VT, por exemplo, quadros de vídeoperdidos ou chegada de quadros de vídeo com retardo podeser indicativo da taxa de codificação atual estar muitogrande. Em tais eventos, o QP pode ser ajustado de acordo,por exemplo, aumentado para reduzir o tamanho de quadro. Em

algumas modalidades, a informação de realimentação extremo-a-extremo também pode ser usada para ajustar os limitesfixados nos esquemas de controle de adaptação de taxa, comotambém descrito abaixo.

A Figura 2 descreve uma modalidade de um esquemade controle de adaptação de taxa, onde um gráfico doretardo de dados RL como uma função de tempo para umaaplicação VT é ilustrado como exemplo. O retardo de dadosRL (por exemplo, quadro) pode ser medido (ou estimado) combase na informação de realimentação local disponível nomódulo de acesso sem fio 140 e provido ao módulo deadaptação de taxa 130, tal como ilustrado na Figura 1. Umou mais limites fixados, por exemplo, denotados como(Ti+D), i=l,2,3,4 podem ser usados para ajustar o retardode dados RL, onde o parâmetro D pode ser representativo doefeito do retardo de dados extremo-a-extremo (por exemplo,quadro), como também descrito abaixo. Por exemplo, se oretardo de dados RL em algum momento exceder um limiteespecífico, por exemplo, entre (T3+D) e (T4+D), QP pode serajustado, por exemplo, aumentado para (QP+QP3) para reduziro retardo. Se o retardo de dados RL em outro momento cairabaixo de outro limite, por exemplo, entre (Tl+D) e (T2+D),QP também pode ser ajustado, por exemplo, diminuído para(QP-QP2) para prover uma melhor qualidade.A Figura 3 ilustra uma modalidade de como ainformação de retardo extremo-a-extremo pode ser usada paraajustar os limites fixados em um esquema de controle deadaptação de taxa (tal como na modalidade da Figura 2).

Como exemplo, a caixa 310 ilustra retardo de dados RL comouma função de tempo, a qual pode ser determinada (porexemplo, medida ou estimada) no módulo de acesso sem fio140 e provida à unidade de adaptação de taxa 130 (tal comoilustrado na Figura 1). A caixa 320 ilustra o retardo dedados extremo-a-extremo como uma função do tempo, em que a

unidade de adaptação de taxa 130 também pode receber apartir do módulo de acesso sem fio 140 (tal como descritoacima). Como ilustrado na Figura, se o retardo de dadosextremo-a-extremo cair abaixo de um limite inferior Tl (porexemplo, no ponto 322), os limites fixados (Ti, i=l,2,3,4)

na caixa 310 podem ser aumentados, como a seção 312 ilustra(que pode ser equivalente a incluir um D maior nos limitesfixados, tal como mostrado na Figura 2) . Se o retardo dedados extremo-a-extremo exceder um limite superior Th (porexemplo, no ponto 324), os limites fixados (Ti, i=l,2,3,4)na caixa 310 podem ser diminuídos, como a seção 314 ilustra(o que pode ser equivalente a incluir um D menor noslimites fixados, tal como mostrado na Figura 2).

A Figura 4 ilustra um fluxograma de um processo400, que pode ser usado para implementar algumas

modalidades descritas. A etapa 410 recebe retardo de dadosRL (por exemplo, a partir do módulo de acesso sem fio 140).A etapa 420 compara o retardo de dados RL com um ou maislimites fixados e ajusta a taxa de codificação de acordo. Aetapa 430 recebe o retardo de dados extremo-a-extremo (porexemplo, a partir do módulo de acesso sem fio 140). A etapa440 ajusta os limites fixados com base no retardo de dadosextremo-a-extremo recebido. Subseqüentemente, o processo400 retorna à etapa 410.

A Figura 5 ilustra um fluxograma de um processo500, que pode ser usado para implementar algumas dasmodalidades descritas, por exemplo, o processo 400 daFigura 4 em uma aplicação VT. A etapa 510 recebe retardo dedados RL (por exemplo, a partir do módulo de acesso sem fio140) . A etapa 520 compara o retardo de dados RL com um oumais limites fixados. Se o retardo de dados RL forconsiderado alto (por exemplo, em referência a um limitepredeterminado, tal como ilustrado na Figura 2), a etapa530 vem a seguir e aumenta o QP. Se o retardo de dados RLfor considerado baixo, por outro lado, a etapa 540 vem aseguir e diminui o QP. Alternativamente, se o retardo dedados RL for considerado aceitável (ou "OK"), nenhum ajusteprecisa ser feito. Subseqüentemente, a etapa 550 vem aseguir e recebe o retardo de dados extremo-a-extremo. Aetapa 560 então determina se o retardo de dados extremo-a-extremo é aceitável (por exemplo, em referência a algunslimites predeterminados, tal como ilustrado na Figura 3).Se o retardo de dados extremo-a-extremo for consideradoalto, a etapa 57 0 vem a seguir e reduz os limites fixados(tal como ilustrado na Figura 3) . Se o retardo de dadosextremo-a-extremo for considerado baixo, a etapa 580 vem aseguir e aumenta os limites fixados (tal como ilustrado naFigura 3). Alternativamente, se o retardo de dados extremo-a-extremo for considerado aceitável (ou "OK") , nenhumajuste precisa ser feito. O processo 500 subseqüentementeretorna à etapa 510.

Em algumas modalidades (tal como ilustrado nasFiguras 2-5 acima), um esquema de controle de adaptação detaxa pode ser implementado ao empregar dois ciclos decontrole, por exemplo, incluindo um ciclo rápido (ouinterno) associado ao retardo de dados RL e um ciclo lento(ou externo) associado ao retardo de dados extremo-a-extremo (tal como ilustrado esquematicamente na Figura 1).Tal abordagem de dois ciclos pode efetivamente fazer uso deambos o retardo pequeno provido pela informação derealimentação local e o retardo grande provido pelainformação de realimentação extremo-a-extremo. (No últimocaso, também pode haver tempo adicional necessário paraestimar o comportamento extremo-a-extremo). Em umamodalidade, os dois ciclos de controle podem serconfigurados para permitir que o sistemacodificador/decodificador adapte seu desempenho de acordocom um equilíbrio desejado entre retardo e qualidade. Porexemplo, o retardo de dados pode ser usado como a "medidaalvo" (portanto, a qualidade estando sujeita a esta) para oesquema de controle em algumas situações; enquanto que aqualidade pode ser usada como a medida alvo (portanto, oretardo de dados estando sujeito a esta) para o esquema decontrole em outras situações.

Em outras modalidades, um esquema de controle deadaptação de taxa pode fazer uso de um único ciclo decontrole, por exemplo, com base no retardo de dados RL,retardo de dados extremo-a-extremo, ou outros tipos deinformação de realimentação (tal como descrito acima).

Outros esquemas de adaptação de taxa também podem serimplementados. Os esquemas de adaptação de taxa entãodescritos podem ser utilizados para controlar a codificaçãode qualquer informação em tempo real.

A Figura 6 ilustra um diagrama em blocos de umaparelho 600, no qual algumas modalidades descritas podemser implementadas. O aparelho 600 pode. incluir a unidade derecepção de realimentação local (ou módulo) 610 configuradapara receber retardo de dados RL e outra informação derealimentação local (por exemplo, a partir do módulo deacesso sem fio 140); uma unidade de ajuste de limite 620configurada para gerar e/ou ajustar um ou mais limitesfixados; uma unidade de comparação 630 configurada paracomparar a medida alvo (por exemplo, retardo de dados RL)

com os limites fixados providos pela unidade de ajuste delimite 620; e uma unidade de ajuste de taxa 640 configuradapara ajustar a taxa de codificação (por exemplo, através deQP ou taxa de quadro como nas aplicações VT) com base nasaida a partir da unidade de comparação 630. 0 aparelho 600

pode incluir ainda uma unidade de recepção de realimentaçãoE2E 650, configurada para receber informação derealimentação extremo-a-extremo (por exemplo, a partir domódulo de acesso sem fio 140) e prover esta à unidade delimite 620. A unidade de limite 620 pode também ajustar os

limites fixados com base na informação de realimentaçãoextremo-a-extremo (tal como descrito acima).

Em algumas situações, pode ser desejável utilizara informação de pacote perdido RL (por exemplo, providalocalmente através da solicitação de repetição automática

da camada física RL (ARQ) , ARQ híbrida. RL, e/ou RLMAC-ARQ)para determinar a próxima unidade da informação a sercodificada, por exemplo, um tipo de quadro para um quadrosubseqüente a ser codificado em uma aplicação VT. Comoexemplo, as Figuras 7A-7C ilustram modalidades para

selecionar adaptativamente o tipo de quadro de codificaçãocom base na informação de pacote perdido RL. Nas aplicaçõesde VT, como a dependência de decodif icação para quadrosPreditos (ou quadros-P), um quadro-I perdido ou quadro-Pfaz com que os erros se propaguem para os quadros-P

subseqüentes, tal como ilustrado na Figura 7A. Em talevento, se o codificador continuar a enviar os quadros-Prestantes com referência ao quadro perdido até o fim doGrupo de Imagem (GOP), a qualidade visual dos quadrosrestantes pode ser significativamente degradada. Dessemodo, fazendo uso da informação de realimentação local comrelação aos quadros perdidos, o codificador pode codificar

o próximo quadro como um quadro-I para interromper apropagação de erros, como ilustrado na Figura 7B. 0codificador pode codificar o próximo quadro como um novoquadro-P cujo quadro de referência é o quadro transmitidobem-sucedido mais recente, como ilustrado na Figura 7C.

A Figura 8 ilustra um fluxograma de um processo800, que pode ser usado para implementar algumasmodalidades descritas. A etapa 810 recebe informação derealimentação associada à transmissão de dados a partir deum módulo de acesso sem fio. A etapa 820 codifica a

informação em tempo real de acordo com a informação derealimentação recebida.

No processo 800, a etapa 820 pode incluir aindaadaptar uma taxa de codificação de acordo com a informaçãode realimentação e codificar a informação em tempo real coma taxa de codificação (tal como descrito acima) . A etapa820 também pode incluir determinar a próxima unidade dainformação a ser codificada (por exemplo, selecionar umtipo de quadro para um quadro subseqüente a ser codificadocomo nas aplicações VT) de acordo com a informação de

realimentação (tal como ilustrado nas Figuras 7A-7C).As modalidades aqui descritas proporcionamalgumas modalidades de codificação adaptativa da informaçãoem tempo real nos sistemas de comunicação sem fio comutadopor pacotes. Existem outras modalidades e implementações.

Várias unidades/módulos descritas aqui podem serimplementadas em hardware, software, firmware, ou umacombinação destes. Em uma implementação de hardware, váriasunidades podem ser implementadas dentro de um ou maiscircuitos integrados de aplicação especifica (ASIC),processadores de sinal digital (DSP), dispositivos deprocessamento de sinal digital (DSPDs), matrizes de portasprogramáveis em campo (FPGA), processadores,microprocessadores, controladores, microcontroladores,dispositivos lógicos programáveis (PLD), outras unidadeseletrônicas, ou qualquer combinação destes. Em umaimplementação de software, várias unidades podem serimplementadas com módulos (por exemplo, procedimentos,funções, e assim por diante) que realizam as funções aquidescritas. Os códigos de software podem ser armazenados emuma unidade de memória e executados por um processador (ouuma unidade de processamento). A unidade de memória podeser implementada dentro do processador ou externa aoprocessador, em cujo caso esta pode ser acopladacomunicativamente ao processador através de vários meiosconhecidos na técnica.

Várias modalidades descritas podem serimplementadas em um AT, e em outros meios configurados paracodificar informação em tempo real.

Os versados na técnica entenderão que ainformação e os sinais podem ser representados utilizandoqualquer uma de uma variedade de diferentes tecnologias etécnicas. Por exemplo, dados, instruções, comandos,informação, sinais, bits, símbolos, e chips que podem serreferidos ao longo da descrição acima podem serrepresentados por tensões, correntes, ondaseletromagnéticas, campos ou partículas magnéticas, camposou partículas óticas, ou qualquer combinação destes.

Os versados na técnica considerarão ainda que osvários blocos lógicos ilustrativos, módulos, circuitos eetapas de algoritmos descritos em conexão com asmodalidades aqui descritas podem ser implementados comohardware eletrônico, software de computador, ou combinaçõesdestes. Para ilustrar claramente esta intercambialidade dehardware e software, vários componentes ilustrativos,blocos, módulos, circuitos, e etapas foram descritos acimageralmente em termos de sua funcionalidade. Se talfuncionalidade é implementada como hardware ou softwaredepende da aplicação especifica e das limitações de projetoimpostas ao sistema como um todo. Os versados na técnicapodem implementar a funcionalidade descrita de diversasformas para cada aplicação especifica, porém tais decisõesde implementação não devem ser interpretadas comoocasionando um afastamento do escopo da presente invenção.

Os vários blocos lógicos ilustrativos, módulos, ecircuitos descritos em conexão com as modalidades aquidescritas podem ser implementados ou realizados com umprocessador de propósito geral, um processador de sinaldigital (DSP), um circuito integrado de aplicaçãoespecifica (ASIC), uma matriz de portas programáveis emcampo (FPGA) ou outro dispositivo lógico programável, portadiscreta ou lógica de transistor, componentes discretos dehardware, ou qualquer combinação destes projetada paraexecutar as funções aqui descritas. 0 processador depropósito geral pode ser um microprocessador, porém comoalternativa, o processador pode ser qualquer processador,controlador, microcontrolador ou máquina de estado,convencional. 0 processador também pode ser implementadocomo uma combinação de dispositivos de computação, porexemplo, uma combinação de um DSP e um microprocessador,uma pluralidade de microprocessadores, um ou maismicroprocessadores em conjunto com um núcleo DSP, ouqualquer outra configuração.

As etapas do método ou algoritmo descritas emconexão com as modalidades aqui descritas podem serincorporadas diretamente em hardware, em um módulo desoftware executado por um processador, ou em uma combinaçãodos dois. Um módulo de software pode residir na memória deacesso aleatório (RAM), memória de leitura (ROM), ROMeletricamente programável (EPROM), ROM programável eeletricamente apagável (EEPROM), registradores, discorigido, disco removível, CD-ROM, ou qualquer outra forma demeio de armazenamento conhecido na técnica. Um meio dearmazenamento exemplar é acoplado ao processador, de talmodo que o processador possa ler a informação a partir domeio de armazenamento e gravar informação no mesmo. Comoalternativa, o meio de armazenamento pode ser integrado aoprocessador. 0 processador e o meio de armazenamento podemresidir em um ASIC. O ASIC pode residir em um AT. Comoalternativa, o processador e o meio de armazenamento podemresidir como componentes discretos em um AT.

A descrição anterior das modalidades descritas éprovida para possibilitar que qualquer pessoa versada natécnica realize ou utilize a presente invenção. Váriasmodificações a estas modalidades serão prontamenteevidentes para os versados na técnica e os princípiosgenéricos aqui definidos podem ser aplicados a outrasmodalidades sem se afastar do conceito inventivo ou escopoda invenção. Desse modo, não se pretende que a presenteinvenção seja limitada às modalidades aqui mostradas, masdeve-se conceder o escopo mais amplo compatível com osprincípios e as novas características aqui descritos.

Claims (30)

1. Aparelho de terminal de acesso para codificarinformação em tempo real em comunicações sem fio,compreendendo:uma unidade de adaptação de taxa (130)configurada para receber informação de realimentaçãoassociada à transmissão de dados a partir de um módulo deacesso sem fio (140); eum codificador (120) configurado para codificarinformação em tempo real de acordo com a informação derealimentação;CARACTERIZADO pelo fato de que a informação derealimentação inclui:informação de realimentação local disponívelsem retardo de dentro do terminal de acesso; einformação de realimentação extremo-a-extremotransmitida de um segundo terminal de acesso de recepção(160) através de uma rede sem fio (150).

2. Aparelho de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de que o codificador (120) é tambémconfigurado para adaptar uma taxa de codificação de acordocom a informação de realimentação.

3. Aparelho de acordo com a reivindicação 2,CARACTERI ZADO pelo fato de que a taxa de codificação éajustada por intermédio de pelo menos um dentre umparâmetro de quantização e uma taxa de quadro.

4. Aparelho de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de que o codificador (120) é tambémconfigurado para determinar uma unidade da informação emtempo real a ser codificada, com base em parte nainformação de realimentação.

5. Aparelho de acordo com a reivindicação 4,CARACTERI ZADO pelo fato de que a informação derealimentação local é associada à informação de pacoteperdido de link reverso.

6. Aparelho de acordo com a reivindicação 4,CARACTERIZADO pelo fato de que o codificador (120) é tambémconfigurado para selecionar um tipo para um quadrosubseqüente a ser codificado.

7. Aparelho de acordo com a reivindicação 6,CARACTERIZADO pelo fato de que o tipo de quadro inclui umdentre um quadro do tipo-I e um quadro do tipo-P, e umquadro de referência associado com um quadro do tipo-P.

8. Aparelho de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de que a informação derealimentação inclui pelo menos um dentre retardo de dadosde link reverso e retardo de dados extremo-a-extremo.

9. Aparelho de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de que a informação derealimentação local inclui condição de canal de linkreverso.

10. Aparelho de acordo com a reivindicação 9,CARACTERIZADO pelo fato de que a condição de canal incluipelo menos uma dentre potência máxima de transmissão e taxade canal estimada associadas com o terminal de acesso.

11. Aparelho de acordo com a reivindicação 1,CARACTERI ZADO pelo fato de que a informação derealimentação inclui status de carga de setor de linkreverso.

12. Aparelho de acordo com a reivindicação 1,CARACTERI ZADO pelo fato de que a informação derealimentação inclui pelo menos uma dentre a carga útil depacote de camada física de link reverso e a carga útil depacote de camada MAC de link reverso.

13. Aparelho de acordo com a reivindicação 1,CARACTERI ZADO pelo fato de que a informação derealimentação é associada a uma quantidade de dadosarmazenada no módulo de acesso sem fio (140).

14. Aparelho de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de que também compreende o módulode acesso sem fio (140), configurado para estar emcomunicação com uma rede de comunicação sem fio.

15. Aparelho de acordo com a reivindicação 2,CARACTERIZADO pelo fato de que também compreende:- meios (610) para receber retardo de dados delink reverso;- meios (630) para comparar o retardo de dados delink reverso com pelo menos um limite; emeios (640) para ajustar uma taxa decodificação de acordo com a comparação.

16. Aparelho de acordo com a reivindicação 15,CARACTERIZADO pelo fato de que também compreende:- meios (650) para receber retardo de dadosextremo-a-extremo; e- meios (620) para ajustar o pelo menos um limitecom base em parte no retardo de dados extremo-a-extremo.

17. Método para codificar informação em temporeal em comunicações sem fio, compreendendo:- receber em um terminal de acesso informação derealimentação associada à transmissão de dados a partir deum módulo de acesso sem fio; e- codificar informação em tempo real de acordocom a informação de realimentação;CARACTERIZADO pelo fato de que a informação derealimentação inclui:- informação de realimentação local disponívelsem retardo de dentro do terminal de acesso; e- informação de realimentação extremo-a-extremotransmitida de um segundo terminal de acesso de recepçãoatravés de uma rede sem fio.

18. Método de acordo com a reivindicação 17,CARACTERIZADO pelo fato de que codificar a informação emtempo real inclui adaptar uma taxa de codificação de acordocom a informação de realimentação.

19. Método de acordo com a reivindicação 18,CARACTERIZADO pelo fato de que também compreende ajustar ataxa de codificação por intermédio de pelo menos um dentreum parâmetro de quantização e uma taxa de quadros.

20. Método de acordo com a reivindicação 17,CARACTERIZADO pelo fato de que codificar a informação emtempo real inclui determinar uma unidade da informação emtempo real a ser codificada, com base em parte nainformação de realimentação.

21. Método de acordo com a reivindicação 20,CARACTERIZADO pelo fato de que também compreende selecionarum tipo de quadro para um quadro subseqüente a sercodificado.

22. Método de acordo com a reivindicação 20,CARACTERI ZADO pelo fato de que a informação derealimentação é associada à informação de pacote perdido delink reverso.

23. Método de acordo com a reivindicação 17,CARACTERI ZADO pelo fato de que a informação derealimentação inclui pelo menos um dentre retardo de dadosde link reverso e retardo de dados extremo-a-extremo.

24. Método de acordo com a reivindicação 17,CARACTERI ZADO pelo fato de que a informação derealimentação inclui condição de canal de link reverso.

25. Método de acordo com a reivindicação 24,CARACTERIZADO pelo fato de que a condição de canal de linkreverso inclui pelo menos uma dentre a potência detransmissão disponível e a taxa de canal estimada associadaao terminal de acesso.

26. Método de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que a informação derealimentação inclui status de carga de setor de linkreverso.

27. Método de acordo com a reivindicação 17,CARACTERI ZADO pelo fato de que a informação derealimentação é associada a uma quantidade de dadosarmazenada no módulo de acesso sem fio.

28. Método de acordo com a reivindicação 18,CARACTERIZADO pelo fato de que também compreende:- receber retardo de dados de link reverso; - comparar o retardo de dados de link reverso compelo menos um limite; e- ajustar a taxa de codificação de acordo com acomparação.

29. Método de acordo com a reivindicação 28, CARACTERIZADO pelo fato de que também compreende:- receber retardo de dados extremo-a-extremo; e- ajustar o pelo menos um limite com base emparte no retardo de dados extremo-a-extremo.

30. Método de acordo com a reivindicação 28,CARACTERI ZADO pelo fato de que a taxa de codificação éajustada por intermédio de pelo menos um dentre umparâmetro de quantização e uma taxa de quadros.