Un nouveau mécanisme de contrôle de débit

On sais que le protocole TCP n'est pas approprié au transport des flux multimédias temps réel. Le protocole le plus approprié pour ces derniers est UDP, associé à d'autres protocoles (RTCP, RTP, etc.). En utilisant UDP, qui est non fiable dans le sens que l'expéditeur ne peut pas garantir que les paquets arriveront à la destination (dans l'ordre correct ou sans pertes), la source envoie des paquets au taux qu'elle veut sans faire attention si ceci encombrera le réseau ou pas. Permettre aux sources d'envoyer au taux qu'elles ont besoin peut engendrer des conséquences graves (par exemple, congestion de réseau). Ainsi, l'utilisation des protocoles pour régulariser le débit de sources UDP a les objectives suivants : $\bullet$

• éviter d'encombrer le réseau dû à ses ressources limitées (bandes passante, capacité de routeurs, ...).
• fournir l'équité à d'autres flux TCP. En réponse aux pertes dans le réseau, les flux TCP partageant les mêmes liens encombrés avec des flux UDP réduisent leurs taux de transmission. Cependant, sans aucune réduction de débit de sources UDP, les flux TCP recevraient une plus petite part de la bande passante totale. Par conséquent, les sources UDP doivent être dotées de mécanismes de contrôle adaptatifs qui visent non seulement à réduire les taux de perte et améliorent l'utilisation des bandes passantes mais également à se comporter d'une manière plus juste envers les flux TCP partageant les même liens (un tel protocole s'appelle TCP-Friendly). Ce terme indique que si un flux TCP et un autre UDP adaptatif ont les même comportements, les deux devraient recevoir les mêmes valeurs de bande passante [108].
• les mécanismes de contrôle de débit sont employés pour maximiser l'utilisation des ressources du réseau par toutes les sources.

La majorité des protocoles existants visent à atteindre tous ces buts. Ils sont généralement référés comme TCP-Friendly Rate Control (TFRC). Ces protocoles emploient les mêmes mécanismes existants dans TCP pour régler le taux de transmission de sources UDP. Il est clair que la performance de ces protocoles peut mener, dans quelques situations, aux raisons pour lesquelles TCP n'est pas employé pour transporter des flux multimédias temps réel. Une source TCP-Friendly peut adapter son débit selon les états de réseau. Ceci signifie qu'il enverra moins de données qu'une application UDP normale. Cela signifie également qu'elle peut réduire nettement la qualité perçue de ces flux [129]. Par conséquent, une fois que l'expéditeur est obligé de diminuer son débit, il doit prendre une décision sur la façon dont il le fait afin de maximiser la qualité perçue par les utilisateurs. Ceci est le but du mécanisme de contrôle que nous proposons ici. La diversité des algorithmes de codage existants permet d'avoir un codec qui donne une meilleure qualité que les autres pour les mêmes conditions (l'état de réseau, le débit, etc.) comme nous avons montré dans la section précédente. En outre, pour le même encodeur, nous pouvons considérablement réduire l'utilisation de réseau (débit) en changeant quelques variables de codage (par exemple, le paramètre de quantification (quantization parameter) ou le débit d'images dans l'encodeur vidéo). Après des analyses et des études des flux de la parole et de la vidéo déformés par des plusieurs valeurs de paramètres de réseau et d'encodeur, ce deux observations nous ont menés à concevoir un nouveau protocole pour garantir la livraison de la meilleure qualité tout en maintenant le comportement de TCP-friendly. Une autre motivation de notre travail a été l'établissement de quelques éléments pour la conception d'un certain genre de protocoles de réseau qui tiennent compte de la perception d'utilisateur de la qualité au lieu de baser ces protocoles sur des mesures passives de réseau. Jusqu'ici, cela n'a pas été possible, parce qu'il n'y avait aucun mécanisme qui puisse mesurer la qualité en temps réel sans avoir l'accès au signal original, en donnant des résultats qui se corrèlent bien avec la perception humaine. Notre outil répond jusqu'à certains degrés à ces exigences.