Estudo da Influˆencia dos Parˆametros na Avaliac¸˜ao de Qualidade

Nesta sec¸˜ao apresentamos os resultados que descrevem a influˆencia dos parˆametros de codificac¸˜ao e da rede na qualidade, da aplicac¸˜ao de VoIP interativa, percebida pelo usu´ario final, atrav´es das estimativas fornecidas pela metodologia PSQA. Para estas an´alises, se- lecionamos diferentes combinac¸˜oes entre estes parˆametros, propiciando um amplo estudo do comportamento do MOS para as condic¸˜oes da rede e perfil de usu´arios conforme de- scrito na Sec¸˜ao 6.4.

Percentual de Perda, Retardo e esquema de FEC

Inicialmente avaliaremos os valores obtidos para o MOS variando o percentual de perda e o retardo, considerando a presenc¸a ou n˜ao de FEC.

As Figuras 6.10 e 6.11 mostram a variac¸˜ao de qualidade em func¸˜ao do retardo para cinco valores diferentes de percentual de perda, com a presenc¸a ou n˜ao do esquema de FEC, respectivamente. Podemos observar que quando o percentual ´e de 0%, o valor do MOS diminui em aproximadamente 0.6 pontos quando o retardo, em UMA direc¸˜ao, varia de 0ms a 600ms. Todavia, quando o percentual de perda aumenta, o impacto na qualidade percebida pelo usu´ario, em func¸˜ao do retardo, diminui consideravelmente. A qualidade da voz torna-se insens´ıvel em relac¸˜ao ao retardo, no cen´ario em que na rede ocorrem altos percentuais de perda. Quando o percentual de perda ´e maior que 7% ou 10%, o impacto do retardo na qualidade percebida pelo usu´ario ´e praticamente nulo. Estes resultados mostram que o percentual de perda possui, expressivamente, um maior impacto na qualidade do que o impacto produzido pelo retardo. As figuras tamb´em mostram que o uso de esquemas de FEC resultam em aumento significativo na qualidade.

A Figura 6.12 mostra a influˆencia gerada pelo percentual de perda, para diversos va- lores de retardo. Podemos observar que a diferenc¸a na qualidade para diferentes valores de retardo diminui com o aumento do percentual de perda. Este resultado reafirma a suspeita de que o parˆametro percentual de perda possui uma maior influˆencia na qualidade, para o perfil de participantes dos testes subjetivos, ou seja, usu´arios ass´ıduos de aplicac¸˜oes de voz sobre IP.

A Figura 6.13 reafirma os resultados apresentados previamente, mostrando como a qualidade se comporta quando o percentual de perda e o retardo variam simultaneamente.

Figura 6.10: Qualidade percebida pelo usu´ario como func¸˜ao do retardo, para algumas taxas de perda (sem esquema de FEC). O valor do jitter ´e de 10% do retardo.

Figura 6.11: Qualidade percebida pelo usu´ario como func¸˜ao do retardo, para algumas taxas de perda (com esquema de FEC - 1:2::3:6). O valor do jitter ´e de 10% do retardo. O impacto gerado por grandes valores de retardo quando perdas n˜ao ocorrem ´e similar ao caso quando temos 5% de percentual de perda e pequenos valores de retardo. Adicional- mente, quando o percentual de perda ´e maior que 10%, o impacto em func¸˜ao do retardo diminui significativamente.

O esquema de FEC usado desempenha um papel importante na qualidade percebida pelo usu´ario. Seja a seguinte definic¸˜ao de FEC: FEC = 0, significa que n˜ao existem mecanismos de recuperac¸˜ao de pacotes; FEC = 1, significa o tipo 1:2; e o FEC = 2, o tipo 1:2:3:6. A utilizac¸˜ao destes esquemas, proporciona qualidades a n´ıveis aceit´aveis, mesmo em cen´arios com grande valores de taxas de perda. Por exemplo, na Figura 6.14

Figura 6.12: Qualidade percebida pelo usu´ario em func¸˜ao da taxa de perda, para alguns valores de retardo (sem esquema de FEC).

Figura 6.13: Qualidade percebida pelo usu´ario em func¸˜ao do percentual de perda e do retardo, para cen´arios sem FEC.

podemos observar que quando um esquema de FEC ´e utilizado, a qualidade permanece aceit´avel para taxas de perdas de at´e 22%. Em contrapartida, para cen´arios sem a utlizac¸˜ao de esquemas de FEC, a qualidade ´e aceit´avel para taxas de perda de at´e 10%. O uso do esquema de FEC proposto em [47] gera bons resultados, mesmo quando as condic¸˜oes na rede est˜ao extremamente degradadas.

Figura 6.14: Qualidade percebida pelo usu´ario em func¸˜ao do percentual de perda, para trˆes diferentes esquemas de FEC [47], retardo igual a 200ms, jitter = 0.1∗retardo e taxa

bits igual a 14.2.

Percentual de Perda, Tamanho M´edio da Rajada de Perda

Nesta sec¸˜ao avaliamos o comportamento do MOS em func¸˜ao do percentual de perda e do tamanho m´edio da rajada de perda (MLBS). Para os valores de MLBS considera- dos, a qualidade percebida pelo usu´ario final ´e praticamente independente do valor deste parˆametro. Pequenas variac¸˜oes na qualidade ocorreram, mas elas foram impercept´ıveis para grande parte dos usu´arios.

Os resultados obtidos s˜ao diferentes dos resultados pr´evios para o caso de fluxos de voz sem interatividade. Uma explicac¸˜ao plaus´ıvel para esta independˆencia na qualidade em relac¸˜ao ao parˆametro de MLBS reside no bom desempenho do mecanismo de can- celamento de perda do codificador Speex. Podemos tamb´em notar que, para um mesmo valor de percentual de perda, a medida que o valor de MLBS aumenta, o usu´ario ir´a ob- servar rajadas de perda mais longas, no entanto, em menor quantidade. Provavelmente, a diminuic¸˜ao do n´umero de rajadas de perda (juntamente com o algoritmo implementado no Speex) suaviza o impacto na qualidade gerado pelo aumento do valor no parˆametro MLBS nos cen´arios estudados. A Figura 6.15 mostra os resultados obtidos com retardos no valor de 100ms e com 10ms para o parˆametro jitter.

Jitter

O pr´oximo estudo realizado foi o impacto de diferentes valores do parˆametro jitter na qualidade percebida pelo usu´ario final. Consideramos o jitter como uma frac¸˜ao do

Figura 6.15: Qualidade percebida pelo usu´ario em func¸˜ao do percentual de perda de e valores para o MLBS, sem esquema de FEC.

retardo, conforme mencionado na Sec¸˜ao 6.4.

Similarmente ao observado para o parˆametro de retardo, o impacto do parˆametro jit-

ter na qualidade para conversa interativa n˜ao ´e significativo. Para pequenos valores de

percentual de perda e para altos valores de retardo, alguma variac¸˜ao na qualidade ocorre, mas n˜ao ´e percept´ıvel para a maioria dos usu´arios. Adicionalmente, a ferramenta Vi- vaVoz possui um mecanismo de playout buffer, que reduz o impacto do parˆametro jitter na qualidade, o que tamb´em explica os resultados. As Figuras 6.16 e 6.17 mostram a variac¸˜ao da qualidade como func¸˜ao do retardo e do jitter, para taxas de perda de 0% e 5%, respectivamente.

Taxa de Envio de Bits

Consideramos 8 diferentes taxas de envio de bits, com valores entre 2.4kbps a 24.8kbps. Como esperado, a qualidade percebida varia significativamente com a taxa de bits uti- lizada. Todavia, n´ıveis de qualidade aceit´aveis para todos os valores de taxa de bits acon- tecem para valores de percentual de perda de at´e 5%, quando o esquema de FEC ´e usado. Altas taxas de bits oferecem qualidade aceit´avel quando o percentual de perda ´e menor que 20%. Podemos notar que um bom compromisso entre qualidade e economia de banda ocorre para taxa de bits de 11.2 ou 14.2 kbps.

Figura 6.16: Qualidade percebida pelo usu´ario em func¸˜ao do retardo e do jitter, para percentual de perda de 0%.

Figura 6.17: Qualidade percebida pelo usu´ario em func¸˜ao do retardo e do jitter, para percentual de perda de 5%.

taxa de envio de bits, com e sem esquema de FEC, respectivamente. Para o caso onde o esquema de FEC n˜ao ´e utilizado, a taxa de bits enviados dever ser de no m´ınimo 6 kbps, objetivando uma qualidade aceit´avel para um percentual de perda em torno de 5%.