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Previous issue date: 2011-10-07 / Voice calls based on Voice over Internet Protocol (VoIP) technology are liable to several impairments from both application and network layer, such as codec compression, end-to-end delay, and packet loss. For years, this problem has been challenging researchers and practitioners, who have been designing and improving QoS control mechanisms for VoIP applications. Such mechanisms aim to make optimum use of network and terminal resources so as to minimize the effects of network impairments on voice quality. Among the several proposed QoS control mechanisms for VoIP, some of them seek to adapt the voice flow or other VoIP-related parameters in accordance with significant changes in the network, end users preferences, or service providers requirements. VoIP systems are particularly likely to require a dynamic adaptation solution for dealing with the complex trade-off between speech quality and impairments, because of the decentralized control nature of IP networks and the stochastic nature of data packet delivery. Although the existing adaptive solutions for QoS control of VoIP show some performance improvement and exhibit some sort of feedback, they do not provide explicit focus on the control loop.
This document shows the current progress of our thesis, which addresses the adjustment of internal parameters of VoIP terminals (at application layer) that affect the voice flow, with the aim of improving speech quality in response to changes in network conditions. It is not in the scope of the thesis to propose adaptive solutions that focus exclusively on signaling, billing, security issues, or operate at the network layer. Therefore, this thesis addresses the problem of how adjust encoding parameters in response to variations in delay and packet loss, in order to optimize speech quality. The objective is to optimize user-perceptible attributes of speech, under the perspective of self-adaptive software systems. The emphasis is not to develop new audio codecs, but to build a control loop in
the core of sender and receiver terminals to adapt voice flow settings according to network conditions. The main contributions of this thesis are the following: determination of user s perception during codec switching; parametrization of codec precedence for supporting codec switching decision; explicit design of a monitoring analysis planning execution control loop as the core of the adaptation process; and efficiency analysis of feedback message exchanging. / Chamadas de voz baseadas na tecnologia VoIP (Voice over Internet Protocol) estão suscetíveis a degradações diversas, provenientes tanto da camada de aplicação, como da camada de rede, tais como compressão do codec, atraso fim a fim e perda de pacotes. Durante anos, esse problema tem desafiado pesquisadores e profissionais, que têm concebido e melhorado mecanismos de controle de QoS para aplicações VoIP. Tais mecanismos visam otimizar a utilização dos recursos da rede e do terminal VoIP de modo a minimizar os efeitos deletérios da rede subjacente sobre a qualidade de voz. Entre as várias propostas de mecanismos de controle de QoS para VoIP, alguns deles procuram adaptar o fluxo de voz ou outros parâmetros VoIP de acordo com mudanças significativas na rede, preferências de usuário, ou requisitos dos provedores de serviços VoIP. Sistemas VoIP particularmente exigem soluções de adaptação dinâmica para lidar com a complexa relação de compromisso entre qualidade de voz e fatores de degradação, por causa da natureza descentralizada e estocástica das redes IP na entrega de pacotes de voz. Embora as soluções adaptativas existentes para controle de QoS em VoIP mostrem alguma melhora de desempenho e apresentem algum tipo de feedback, elas não fornecem foco explícito na ciclo de controle (control loop). Este documento mostra o progresso atual da nossa tese, que aborda o ajuste de parâmetros internos de terminais VoIP (camada de aplicação) que afetam o fluxo de voz, com o objetivo de melhorar a qualidade da fala em resposta a mudanças nas condições da rede. Não faz parte do escopo da tese abordar soluções adaptativas que se concentram exclusivamente em sinalização, bilhetagem, problemas de segurança, ou que operam no nível da camada de rede. Portanto, esta tese aborda o problema da concepção e avaliação de estratégias adaptativas que explorem as relações de compromisso entre qualidade da fala e os seguintes fatores de degradação: compressão do codec, atraso fim a fim e perda de pacotes. A finalidade é otimizar atributos da fala perceptíveis aos usuário, sob a perspectiva de sistemas de software autoadaptativo. A ênfase não reside em desenvolver novos codecs de áudio, mas sim em desenvolver um ciclo de controle como entidade central de um terminal VoIP, que possa adaptar as configurações do fluxo de voz de acordo com as condições da rede. As principais contribuições desta tese são as seguintes: determinação da percepção do usuário durante a comutação de codec; parametrização de precedência de codecs para suporte de decisão de comutação de codec; enfoque no ciclo de controle baseado nas atividades de monitoramento análise planejamento execução como núcleo do processo de adaptação; e análise de eficiência de troca de mensagens de feedback.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:http://localhost:tede/3144 |
| Date | 07 October 2011 |
| Creators | Carvalho, Leandro Silva Galvão de |
| Contributors | Mota, Edjair de Souza |
| Publisher | Universidade Federal do Amazonas, Programa de Pós-graduação em Informática, UFAM, BR, Instituto de Computação |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFAM, instname:Universidade Federal do Amazonas, instacron:UFAM |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | -312656415484870643, 600, 600, 1052477850274827528 |
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