[pt] A construção de novos códigos através de modificações (alongamento, puncionamento, etc) de um código conhecido é uma prática comum quando se lida com códigos clássicos. Neste trabalho é mostrado que bons códigos podem ser obtidos com algumas dessas técnicas, aparentemente não efetivas aos códigos fontanais. Os Códigos LT (Luby Transform) Sistemáticos Alongados são apresentados e, a partir de simulações realizadas em programa desenvolvido para tal, mostra-se um melhor desempenho em relação aos seus códigos-mãe correspondentes, sob uma mesma condição de redundância. A técnica de alongamento pode ser bastante útil, minimizando a necessidade de trabalhar-se com blocos de informação grandes, caracterizada nos códigos fontanais e, por conseqüência, nos códigos LT. / [en] Construction of new codes by modifying (extending,puncturing,etc) a known code is common practice when dealing with classical codes.We have shown in this thesis that good codes can be obtained with these techniques,apparently not effective for fountain codes.Lengthened Systematic Luby Transform Codes have being demonstrated ,through simulation ,to perform better when compared to the mother codes, under the same redundancy condition.Lengthening might be a useful technique which alleviates the need for large frame requirements posed by the fountain codes.

[pt] Para transmissão da informação de maneira confiável, em canais com apagamento, foram criados os códigos LT (Luby Transform), uma das principais classes de códigos fontanais. Estes códigos não têm uma taxa fixa, em outras palavras, eles têm taxa versátil. Esta dissertação aborda o estudo da transmissão de imagens através de canal ruidoso, AWGN (Aditive White Gaussian Noise), com o uso de Códigos LT. Investigou-se o desempenho usando uma modulação BPSK, dois esquemas foram testados: Um esquema para canal que inclui apagamento (BESC) e um outro que foi proposto usando um código Hamming em série com um código LT. O esquema LT-Hamming apresentou um ganho de código maior que o esquema BESC e o código convolucional de semelhantes características. Foi testado o esquema LT-Hamming para diferentes tipos de imagens em um canal AWGN usando a técnica SPIHT para a compressão das imagens. Para obter uma medida objetiva da qualidade da imagem recuperada foi usado o parâmetro PSNR (Peak Sinal to Noise Ratio) e foram apresentadas algumas imagens com o objetivo de analisar sua qualidade através de uma inspeção visual. Dado que o código LT é versátil para o que diz respeito à taxa de código, foi proposto um método para método para atribuir diferentes níveis de proteção da informação codificada, UEP (Unequal Error Protection). / [en] To transfer reliably information in erasure channels, LT (Luby Transform) codes were created, they are part of the main class of fountain codes, this codes don’t have fixed rate, in other words, they have a versatile code rate. This thesis address to the study of images transmission through noisy channel, AWGN (Aditive White Gaussian Noise) using LT codes. We investigated the performance using a BPSK modulation, two schemes were tested: A scheme of channel that includes deletion (BESC) and another that was proposed, using a Hamming code in series with a LT code. The LT-Hamming scheme present a gain code larger than BESC scheme and convolutional codes of similar characteristics. Was tested LT-Hamming scheme for different types of images on AWGN channel using the SPIHT technique for images compression. To obtain an objective measure of image quality was used the PSNR (Peak Signal Noise Ratio) and some images were presented in order to analize its quality through visual inspection given that LT code is a versatile for what concern the code rate it was proposed a method to assign different protection levels to the code information, UEP (Unequal Error Protection).

[pt] Esta dissertação aborda o estudo de códigos fontanais (códigos LT e códigos Raptor) que são uma classe de códigos criados para a transmissão de dados de maneira confiável e eficiente através de canais os quais podem ser modelados como canais com apagamento. Os códigos LT e códigos Raptor são denominados códigos fontanais, devido a que eles são uma boa aproximação para o conceito de fontanas digitais. Além disso, eles são classificados como códigos de taxa versátil, no sentido que o número de símbolos codificados que podem ser gerados a partir dos dados de entrada é potencialmente ilimitado. Códigos LT são capazes de recuperar, com probabilidade maior do que (1 − delta), um conjunto de k símbolos de entrada a partir de quaisquer k + O((raiz quadrada de k)(ln(2))(k/delta)) símbolos codificados recebidos, com uma média de O(k ln(k/delta)) operações XOR. Os códigos Raptor são uma extensão de códigos LT, na qual o processo de codificação é composto de duas etapas: um código de bloco de comprimento fixo (denominado pré- código) e um código LT com uma distribuição de graus apropriada. Investigou-se o desempenho dos códigos LT usando duas novas distribuições de graus (Sóliton Robusta Melhorada e Sóliton Robusta Truncada) e foi proposto um modelo de códigos LT Bidimensionais, na qual os símbolos de entrada são agrupados em forma de matriz. Neste esquema os blocos correspondentes às linhas da matriz são codificados usando um código LT e, em seguida, a matriz resultante tem suas colunas também codificadas usando um código LT. Ainda que a complexidade do esquema tenha sido dobrada o desempenho alcançado pelos códigos LT Bidimensionais superou o desempenho dos códigos LT convencionais para situações em que a qualidade do canal BEC é elevada. / [en] Fountain Codes (LT Codes and Raptor Codes) are a class of codes proposed to efficient and reliably transmit data through Erasure Channels. LT Codes and Raptor Codes are a good approximation to the concept of digital fountain and as such are named as fountain codes. They are said to be rateless codes in the sense that the number of symbols produced by the encoder could grow, potentially, to infinite. With probability of success larger than (1−delta), a decoder of an LT code based scheme can recover the k transmitted symbols from any received block of k + O((square root k)(ln(2))(k/delta)) correct symbols with an average of O(k ln(k/delta)) XOR operations. Raptor codes are an extension of the LT codes idea, with a tandem scheme where a fixed length block code (namely a pre- code) is followed by an LT code that uses a properly chosen degree distribution. In this dissertation the performance of LT codes with two recently proposed degree distributions, the Improved Robust Soliton and the Truncated Soliton Robust Distribution were investigated. A new scheme called Bidimensional LT Codes, has been proposed. In this scheme the input symbols are structured in a matrix form and afterwards the blocks corresponding to the lines of the matrix are encoded with an LT code. The columns of the new matrix so obtained are next encoded with a similar LT code. The complexity of the new scheme is doubled and yet its performance only just surpasses that of the conventional LT scheme for high quality BEC.

[pt] Há, nos dias atuais, uma crescente demanda pelo transporte de video sobre IP, i.e., para distribuição de conteúdo pela Internet, por serviços de IPTV em definição padrão e em alta definição e, mesmo para uso interno nas redes de emissoras tradicionais de televisão, que transportam contribuições de elevada qualidade para seus programas. Em tais aplicações, o conteúdo dos programas é transportado usando MPEG-2 ou MPEG-4, sob a forma de MPEG-2 Transport Streams, encapsulados com protocolos tais como RTP, UDP e IP. As redes IP, que são modelizadas como Redes com Apagamento de Pacotes (PEC) não foram, no entanto, concebidas para o transporte de mídias em tempo real, esbarra portanto em problemas comuns como perdas de pacotes e jitter, gerando perturbações que se refletem na recepção do conteúdo. Os métodos tradicionais para superar estas dificuldades, como por exemplo, os que se baseiam em retransmissões usando protocolos ARQ (Automatic Repeat on Request), não são uma solução eficiente para proteger a transmissão de multimídia em tempo real. A proteção de multimídia transmitida em tempo real via IP recorre, neste caso, aos códigos para canal. Há códigos para canal recomendados em RFC s e Padrões, usados amplamente pelos fabricantes de equipamento. Os modernos Códigos Fontanais, possuem características atraentes para o transporte de conteúdos multimídia em tempo real. Neste trabalho, simulações são realizadas, onde o conteúdo encapsulado em Transport Stream, é protegido com Códigos Fontanais antes do encapsulamento para o envio através da rede. A título de comparação, o experimento é realizado também usando outros códigos para canal recomendados. Para realizar a comparação são usadas medições padronizadas do Transport Stream, medições objetivas como artefatos de blocagem e finalmente uma análise subjetiva do conteúdo recebido é usada. O trabalho conclui com a proposta de um Codificador de canal adaptável para Transport Stream. / [en] There is a growing demand for the transport of video over IP today, i.e., for content distribution over the Internet, IPTV services in Standard and High Definition, or even inside traditional broadcasters networks, transporting broadcast quality contributions to the main program. In such applications, the source encoded MPEG-2 or -4 content is transported in the form of MPEG-2 Transport Streams, encapsulated over network protocols. However, IP networks, which can be modeled as Packet Erasure Networks (PEC), were not originally designed for the transport of real time media. There are problems, such as packet drops and jitter, which generate severe impairments in the content that is decoded at the reception. Traditional methods for overcoming these problems, as for example retransmissions performed by Automatic Repeat Request (ARQ) protocols, are not suitable for real-time multimedia protection. Channel coding is the solution of choice for protecting real-time multimedia over IP. There are channel coding schemes specified in open recommendations and Standards, widely adopted by equipment vendors today. Fountain Codes present very attractive characteristics for the transport of real-time multimedia. In the present work, simulations with a Fountain code, protecting Transport Stream contents prior to network encapsulation, are presented. The experiment if repeated with other channel coding techniques commonly employed today. In order to analyze the decoded contents and obtain comparative results, standardized Transport Stream measurements, objective Blocking Artifacts measurements and subjective analysis of the decoded samples are employed. This work is concluded with the proposal of a Transport Stream Adaptive channel encoder, that is explained in Appendix-B.