Un dels reptes als que s’enfronta l’industria de les comunicacions mòbils i inalàmbriques
és proporcionar serveis multimedia massius a baix cost, fent-los assequibles als usuaris i
alhora rentables per als operadors. El servei mes representatiu és el de la TV mòbil, que
s’espera sigui una aplicació clau en el futur de les comunicacions mòbils. Actualment les
xarxes cel·lulars no poden suportar un consum a gran escala d’aquest tipus de serveis, i
les noves xarxes de radiodifusió mòbil són cares de desplegar degut a la gran inversió en
infraestructures de xarxa necessàries per a proporcionar nivells acceptables de cobertura.
Aquesta tesis doctoral aborda el problema del proveïment eficient de serveis multimedia
massius a dispositius mòbils i portables, utilitzant la infraestructura de radiodifusió i
cel·lular ja existent. La tesis contempla les tecnologies comercials d’última generació per
a la radiodifusió mobil (DVB-H) i per a les xarxes cel·lulars (xarxes 3G+ amb HSDPA i
MBMS), tot i que es centra principalment en DVB-H. El principal paradigma que s’ha proposat
per a proporcionar serveis multimèdia massius a baix cost ès evitar el desplegament
de una xarxa DVB-H d’alta capacitat i cobertura des del principi. En lloc d’això, es proposa
realitzar un desplegament progressiu de la infraestructura DVB-H seguint el creixement de
la demanda per part dels usuaris. En aquest context, la xarxa cel·lular és fonamental per
a evitar sobre-dimensionar la capacitat de la xarxa DVB-H i també evitar costos en àrees
en les que la densitat d’usuaris és baixa atraçant la instal·lació de transmissors i repetidors
fins que siguin necessaris.
Com a principal solucio tecnològica aquesta tesis proposa realitzar una codificació
multi-burst en DVB-H mitjançant codis Raptor. L’objectiu és explotar la diversitat temporal
del canal mòbil per tal d’augmentar la robustesa del senyal i, per tant, el nivell de
cobertura, a canvi d’incrementar la latència de la xarxa. Contràriament al que la majoria
de millores tecnològiques propostes a la literatura, la introducció d’aquesta tècnica seria
compatible amb les xarxes i terminals actuals, donat que es podria introduir com una actualització
de software en la capa d’enllaç o en la de aplicació.
Per altra banda, la tesis investiga la reduccio de costos que es podem aconseguir en
un sistema híbrid DVB-H/3G+ quan la xarxa cel·lular s’utilitza per a reparar errors en
les transmissions DVB-H. En aquest cas també s’ha considerat una codificació Raptor,
però en la capa d’aplicació, ja que possibilita una implementació senzilla i eficient dels
mecanismes de reparació en aquests sistemes híbrids.
En la tesis s’avalua el guany potencial que es pot obtenir amb una codificació multiburst
a DVB-H en comparació amb la tècnica de codificació convencional mitjançant simulacions,
mesures de laboratori i de camp, així com estudis teòrics. Els resultats demostren
que és possible augmentar els nivells de cobertura i qualitat de servei molt notablement en
xarxes ja desplegades, així com desplegar-ne d’altres amb força menys infraestructura. El
guany és especialment rellevant per serveis en els que una latència alta no és un problema,
com, per exemple, en la transmissió de fitxers. En aquests casos es podria fàcilment duplicar
i fins i tot triplicar l’àrea de cobertura. El guany augmenta per fitxers grans, taxes
de codificació robustes i per a usuaris en vehicles, degut a la seva alta mobilitat. A més
la tesis demostra que, per aquest tipus de serveis sense restriccions temporals estrictes, la
combinació de una xarxa DVB-H amb una xarxa cel·lular 3G+ pot reduir el cost de les
transmissions DVB-H fins a un 50%.
Per els serveis de video-streaming el guany que s’obté d’una codificació multi-burst
està limitat si aquests es volen proveir amb temps de zapping reduïts. En aquest cas és
necessari combinar la codificació multi-burst amb tècniques per reduir el temps de zapping
des del punt de vista dels usuaris. Tot i això, també és possible augmentar la robustesa molt
significativament si es transmeten pocs serveis altament protegits. En particular, es podria
duplicar l’àrea de cobertura per receptors en vehicles i fins a un 50% en el cas de vianants.
La tècnica proposta també augmentaria la qualitat de servei en zones ja cobertes, eliminant
la pràctica totalitat dels errors residuals de la transmissió.