Mobile video multicasting in heterogeneous networks

Abstract

The evolutions veri ed in mobile devices capabilities (storage capacity, screen resolution, processor, etc.) over the last years led to a signi cant change in mobile user behavior, with the consumption and creation of multimedia content becoming more common, in particular video tra c. Consequently, mobile operator networks, despite being the target of architectural evolutions and improvements over several parameters (such as capacity, transmission and reception performance, amongst others), also increasingly become more frequently challenged by performance aspects associated to the nature of video tra c, whether by the demanding requirements associated to that service, or by its volume increase in such networks. This Thesis proposes modi cations to the mobile architecture towards a more e cient video broadcasting, de ning and developing mechanisms applicable to the network, or to the mobile terminal. Particularly, heterogeneous networks multicast IP mobility supported scenarios are focused, emphasizing their application over di erent access technologies. The suggested changes are applicable to mobile or static user scenarios, whether it performs the role of receiver or source of the video tra c. Similarly, the de ned mechanisms propose solutions targeting operators with di erent video broadcasting goals, or whose networks have di erent characteristics. The pursued methodology combined an experimental evaluation executed over physical testbeds, with the mathematical evaluation using network simulation, allowing the veri cation of its impact on the optimization of video reception in mobile terminals

A evolução veri cada nas características dos dispositivos moveis (capacidade de armazenamento, resolução do ecrã, processador, etc.) durante os últimos anos levou a uma alteração signi cativa nos comportamentos dos utilizadores, sendo agora comum o consumo e produção de conteúdos multimédia envolvendo terminais móveis, em particular o tráfego vídeo. Consequentemente, as redes de operador móvel, embora tendo também sido alvo constante de evoluções arquitecturais e melhorias em vários parâmetros (tais como capacidade, ritmo de transmissão/recepção, entre outros), vêemse cada vez mais frequentemente desa adas por aspectos de desempenho associados à natureza do tráfego de vídeo, seja pela exigência de requisitos associados a esse serviço, quer pelo aumento do volume do mesmo nesse tipo de redes. Esta Tese propôe alterações à arquitetura móvel para a disseminação de vídeo mais e ciente, de nindo e desenvolvendo mecanismos aplicáveis à rede, ou ao utilizador móvel. Em particular, são focados cenários suportados por IP multicast em redes móveis heterogéneas, isto é, com ênfase na aplicação destes mecanismos sobre diferentes tecnologias de acesso. As alterações sugeridas aplicam-se a cenários de utilizador estático ou móvel, sendo este a fonte ou receptor do tráfego vídeo. Da mesma forma, são propostas soluções tendo em vista operadores com diferentes objectivos de disseminação de vídeo, ou cujas redes têm diferentes características. A metodologia utilizada combinou a avaliação experimental em testbeds físicas com a avaliação matemática em simulações de redes, e permitiu veri car o impacto sobre a optimização da recepção de vídeo em terminais móveis