presentazione della tesi lutente ha un terminale mobile collegato alla rete umts (universal mobile...

Università degli Studi di Bologna

FACOLTÀ DI SCIENZE MATEMATICHE FISICHE E NATURALI

Corso di Laurea in Scienze dell’Informazione

AUDIO ON DEMAND SU TERMINALI MOBILI:

STUDIO E REALIZZAZIONE DI UNA

APPLICAZIONE CLIENT

Tesi di Laurea in

SISTEMI PER L’ELABORAZIONE DELL’INFORMAZIONE II Relatore: Chiar.ma Prof. Paola Salomoni Correlatori: Chiar.mo Prof. Marco Roccetti Dott. Vittorio Ghini

Presentata da: Orlando Orlandi

Sessione III

Anno Accademico 2000/2001

Presentazione della TesiPresentazione della Tesi

l’utente ha un terminale mobile collegato alla rete UMTS l’utente ha un terminale mobile collegato alla rete UMTS ((Universal Mobile Telecommunications SystemUniversal Mobile Telecommunications System) che gli ) che gli permette di effettuare query sui titoli dei files multimediali;permette di effettuare query sui titoli dei files multimediali;

il sistema deve interpretare le query e restituire la lista di il sistema deve interpretare le query e restituire la lista di canzoni soddisfacenti;canzoni soddisfacenti;

l’utente può scegliere quale o quali canzoni ascoltare dalla l’utente può scegliere quale o quali canzoni ascoltare dalla lista propostagli;lista propostagli;

il servizio individua su Internet le canzoni richieste e provvede il servizio individua su Internet le canzoni richieste e provvede a farle pervenire al terminale mobile. a farle pervenire al terminale mobile.

Architettura del sistema 1Architettura del sistema 1

Terminale Mobile.Terminale Mobile.

Sistema Di Intermediazione (SDI);Sistema Di Intermediazione (SDI); Gateway,Gateway, Download Manager (DM),Download Manager (DM), Discovery.Discovery.

Server Web;Server Web; Data Collector.Data Collector.

Terminale MobileTerminale Mobile

GatewayGateway

DownloadDownloadManagerManager DiscoveryDiscovery

ServerServerWeb 1Web 1


ServerServerWeb NWeb N

UMTSUMTS

InternetInternet

SDISDI

Data Data CollectorCollector

Interfaccia per usufruire del servizio di downloading dei files MP3.

Sovrintende alla comunicazione tra le due diverse infrastrutture.

Gestisce la comunicazione UMTS con il terminale mobile e TCP/IP con il Download Manager.

Effettua lo scaricamento dei files richiesti dai diversi Server Web disponibili.

Memorizza e indicizza le informazioni principali relative ai brani musicali.Sono dispiegati in Internet e contengono i brani musicali.

Si occupa di reperire informazioni riguardo i files musicali presenti del sistema e inviare tali informazioni al Discovery.

Architettura del sistema 2Architettura del sistema 2

Il sistema è suddiviso in due Il sistema è suddiviso in due sezioni distinte:sezioni distinte:

wireless,wireless, che gestisce la che gestisce la comunicazione con il comunicazione con il terminale mobile terminale mobile attraverso la rete UMTS;attraverso la rete UMTS;

wired,wired, che si occupa del che si occupa del reperimento dei file reperimento dei file multimediali nei Server multimediali nei Server Web;Web;

Terminale MobileTerminale Mobile

GatewayGateway

DownloadDownloadManagerManager DiscoveryDiscovery



ServerServerWeb NWeb N

UMTSUMTS

InternetInternet

ApplicazioneApplicazione

TCPTCP

Mobile IPMobile IP


TCPTCP

Mobile IPMobile IP

Applicazione

Trasporto

Rete

Protocollo di comunicazione 1Protocollo di comunicazione 1GatewayGatewayTerminale mobileTerminale mobile


Session Session managementmanagement

TCPTCP

Mobile IPMobile IP


Session Session managementmanagement

TCPTCP

Mobile IPMobile IP

Applicazione

Sessione

Trasporto

Rete

UMTSUMTS


TCPTCP

Mobile IPMobile IP


TCPTCP

Mobile IPMobile IP

Applicazione

Trasporto

Rete

Download ManagerDownload Manager

InternetInternet

Schema di comunicazione del sistema attraverso il Schema di comunicazione del sistema attraverso il protocollo ALL-IP in cui non è prevista la gestione protocollo ALL-IP in cui non è prevista la gestione della sessione durante la comunicazione.della sessione durante la comunicazione.

E’stato sviluppato un protocollo di comunicazione E’stato sviluppato un protocollo di comunicazione operante fra Terminale Mobile e Gateway che operante fra Terminale Mobile e Gateway che tenesse conto dell’instabilità della comunicazione tenesse conto dell’instabilità della comunicazione radio e prevedesse il livello di sessione. radio e prevedesse il livello di sessione.

All’attivazione della connessione il All’attivazione della connessione il Terminale Mobile riceve l’identificativo Terminale Mobile riceve l’identificativo della sessione attivata, utilizzato per della sessione attivata, utilizzato per riattivarla che in caso di disconnessione riattivarla che in caso di disconnessione accidentale viene rispedito al Gateway.accidentale viene rispedito al Gateway.

Un byte contenente il codice di Un byte contenente il codice di identificazione di questo tipo di identificazione di questo tipo di pacchetto (pacchetto (0x070x07).).

CodiceCodice SessioneSessione ByteByte

Campo di quattro byte che contiene Campo di quattro byte che contiene l’identificativo di sessione ricevuto l’identificativo di sessione ricevuto dal Gateway nel momento dal Gateway nel momento dell’instaurazione della connessione.dell’instaurazione della connessione.

Campo di quattro byte che contiene Campo di quattro byte che contiene il numero dei byte scaricati della il numero dei byte scaricati della canzone soggetta allo scaricamento canzone soggetta allo scaricamento nel momento dell’interruzione.nel momento dell’interruzione.

Protocollo di comunicazione 2Protocollo di comunicazione 2

Richiesta TOP 20Richiesta TOP 20

Richiesta di una queryRichiesta di una query

CodiceCodice

Richiesta di scaricamentoRichiesta di scaricamento

CodiceCodice ContenutoContenuto

CodiceCodice N° CanzoniN° Canzoni ChecksumChecksum LunghezzaLunghezza

Codice di identificazione per Codice di identificazione per questo tipo di richiesta è questo tipo di richiesta è 0x010x01. .

TipoTipo

richiestarichiestaCodiceCodice ContenutoContenuto

TitoloTitolo 0x020x02Stringa contenente il titolo del Stringa contenente il titolo del brano terminata dal carattere brano terminata dal carattere di fine stringa (0x00).di fine stringa (0x00).

AutoreAutore 0x030x03

Stringa contenente l’autore Stringa contenente l’autore del brano terminata dal del brano terminata dal carattere di fine stringa carattere di fine stringa (0x00). (0x00).

TitoloTitolo

EE

AutoreAutore

0x040x04

Stringa composta dal titolo e Stringa composta dal titolo e dall’autore del brano entrambi dall’autore del brano entrambi terminati con il carattere di terminati con il carattere di fine stringa (0x00).fine stringa (0x00).

Codice di identificazione per Codice di identificazione per questo tipo di richiesta è questo tipo di richiesta è 0x050x05. .

Risposta ad una query inviata Risposta ad una query inviata

N° CanzoniN° Canzoni BitrateBitrate ChecksumChecksum LunghezzaLunghezza Autore e TitoloAutore e Titolo

Ricezione del file MP3Ricezione del file MP3

StatoStato DatiDatiCampi ripetuti per ogni Campi ripetuti per ogni brano presente nella lista. brano presente nella lista. Stream contenente il file MP3 Stream contenente il file MP3

Caratteristiche dell’applicativoCaratteristiche dell’applicativo

leggerezza;leggerezza;

affidabilità;affidabilità;

correttezza; correttezza;

semplicità;semplicità;

praticità.praticità.

Deve funzionare su una piattaforma Deve funzionare su una piattaforma eMbedded, con caratteristiche hardware e eMbedded, con caratteristiche hardware e

computazionali limitate.computazionali limitate.

Deve prevedere e risolvere eventuali Deve prevedere e risolvere eventuali errori rilevati in esecuzione senza errori rilevati in esecuzione senza

provocare gravi malfunzionamenti.provocare gravi malfunzionamenti.

Deve fare quello per cui è stato progettato Deve fare quello per cui è stato progettato e implementato.e implementato.

Deve avere un’interfaccia Deve avere un’interfaccia user-friendly.user-friendly.

Deve fornire all’utente un servizioDeve fornire all’utente un servizio..

Downloading…Downloading…Richiesta di Download.Richiesta di Download.Download terminato.Download terminato.

Funzionamento del sistemaFunzionamento del sistema

Download Download ManagerManager

GatewayGateway

DiscoveryDiscovery

Gateway Gateway GPRS/UMTSGPRS/UMTS

Antenna Antenna radiomobileradiomobile

Terminale Terminale mobilemobile

Server Web Server Web replicatireplicati

Invio di una query.Invio di una query.Invio lista di canzoni.Invio lista di canzoni.Visualizzazione lista.Visualizzazione lista.Stato di attività.Stato di attività.

Funzionalità alternativeFunzionalità alternative

La funzionalità La funzionalità playerplayer permette permette all’utente di ascoltare un file all’utente di ascoltare un file musicale presente in locale o musicale presente in locale o durante lo scaricamento.durante lo scaricamento.

Caratteristiche:Caratteristiche: lettore di formato MP3;lettore di formato MP3; possibilità di ascolto durante possibilità di ascolto durante

il downloading del file;il downloading del file; interfaccia grafica ricca di interfaccia grafica ricca di

informazioni;informazioni; diverse opzioni di ascolto.diverse opzioni di ascolto.

Permette di scaricare dalla rete Permette di scaricare dalla rete un file, non necessariamente un file, non necessariamente multimediale, attraverso una multimediale, attraverso una sessione sessione HTTP.HTTP.

Caratteristiche:Caratteristiche: inserimento di un qualsiasi inserimento di un qualsiasi

URL HTTP;URL HTTP; possibilità di definire il tipo possibilità di definire il tipo

file di archiviazione;file di archiviazione; indici di progresso;indici di progresso; possibilità di interrompere il possibilità di interrompere il

download.download.

Valutazione dell’applicativo 1Valutazione dell’applicativo 1

I parametri che influenzano la comunicazione sono:I parametri che influenzano la comunicazione sono:

valore del traffico di sottofondo in Erlang per cella;valore del traffico di sottofondo in Erlang per cella;

velocità dell’utente in Km/h. velocità dell’utente in Km/h.

Ritardo per ottenere uno slot libero per la Ritardo per ottenere uno slot libero per la comunicazione, qualora vi fosse uno slot comunicazione, qualora vi fosse uno slot immediatamente disponibile il ritardo immediatamente disponibile il ritardo viene considerato 0.viene considerato 0.

Velocità con cui il terminale mobile passa Velocità con cui il terminale mobile passa da una cella di copertura ad un’altra e da una cella di copertura ad un’altra e quindi la velocità di cambiamento di quindi la velocità di cambiamento di Base Base Station Sub-SystemStation Sub-System (BSS) (BSS)..

BranoBrano Dimensione in kBDimensione in kB Tempo in secTempo in sec

J. B. Jovi - Guano CityJ. B. Jovi - Guano City 11781178 7575

Cher – BelieveCher – Believe 37173717 238238

U2 – Sunday Bloody SundayU2 – Sunday Bloody Sunday 51515151 330330

I test sono effettuati su tre files campionati a 128 kbps.I test sono effettuati su tre files campionati a 128 kbps.

VelocitàVelocità Titolo branoTitolo brano 180 e6180 e6 180 e12180 e12 180 e15180 e15 1080 e61080 e6 1080 e121080 e12 1080 e151080 e15

0 km/h0 km/h

Sunday Bloody Sunday.mp3Sunday Bloody Sunday.mp3 459459 secsec 469469 secsec 464464 secsec 461461 secsec 460460 secsec 462462 secsec

Believe.mp3Believe.mp3 334334 secsec 339339 secsec 336336 secsec 336336 secsec 333333 secsec 333333 secsec

Guano City.mp3Guano City.mp3 109109 secsec 110110 secsec 107107 secsec 110110 secsec 108108 secsec 114114 secsec

40 km/h40 km/h




70 km/h70 km/h




Tabella dei risultati ottenuti dalle prove effettuate con Tabella dei risultati ottenuti dalle prove effettuate con l’emulazione della comunicazione UMTS.l’emulazione della comunicazione UMTS.

336336

Secondi impiegati a scaricare completamente la Secondi impiegati a scaricare completamente la canzone “canzone “BelieveBelieve” con un traffico di sottofondo di 15 ” con un traffico di sottofondo di 15 Erlang a terminale non in movimento.Erlang a terminale non in movimento.

Guano City

105

110

115

120

0 km/h 40 km/h 70 km/h

Velocità del terminale mobile.

Tem

po d

i scaricam

ento

in s

econdi.

180 e6

180 e12

180 e15

1080 e6

1080 e12

1080 e15

Sunday Bloody Sunday

455

460

465

470

475

480

485

490



Tem

po

di scari

cam

en

to in

seco

nd

i

180 e6

180 e12

180 e15

1080 e6

1080 e12

1080 e15

Believe

330

335

340

345

350

355

360



Tem

po

di scari

cam

en

to in

seco

nd

i.

180 e6

180 e12

180 e15

1080 e6

1080 e12

1080 e15

Valutazione dell’applicativo 2Valutazione dell’applicativo 2


0 km/h0 km/h

Sunday Bloody Sunday.mp3Sunday Bloody Sunday.mp3

459459 secsec 469469 secsec 464464 secsec 461461 secsec 460460 secsec 462462 secsec

40 km/h40 km/h 461461 secsec 469469 secsec 470470 secsec 461461 secsec 463463 secsec 482482 secsec



0 km/h0 km/h

Believe.mp3Believe.mp3





0 km/h0 km/h

Guano City.mp3Guano City.mp3




Attesa…Attesa…

Conclusioni 1Conclusioni 1

Comparazione dei tempi.Comparazione dei tempi.

BranoBrano

Tempo download Tempo download (sec)(sec)

MiglioreMigliore PeggiorePeggiore

J. B. Jovi - Guano CityJ. B. Jovi - Guano City 107107 120120

Cher – BelieveCher – Believe 333333 357357

U2 – Sunday Bloody SundayU2 – Sunday Bloody Sunday 459459 486486

Ritardo (sec)Ritardo (sec)

MiglioreMigliore PeggiorePeggiore

3232 4545

9595 119119

129129 156156

Tempo di ascolto.Tempo di ascolto.Circa il 40% e Circa il 40% e indipendente dal indipendente dal volume del file.volume del file.

Dipende dal Dipende dal volume del file.volume del file.

Tempo di Tempo di ascolto (sec)ascolto (sec)

7575

238238

330330

Tempo di scaricamento.Tempo di scaricamento.

Per ascoltare un file MP3 Per ascoltare un file MP3 campionato a 128 kbps campionato a 128 kbps senza interruzioni occorre senza interruzioni occorre attendere il 40% della attendere il 40% della lunghezza dello stesso lunghezza dello stesso prima di iniziare l’ascolto.prima di iniziare l’ascolto.

7575

238238

330330

3232

9595

129129

4545

119119

156156

Conclusioni 2Conclusioni 2

Proposte di sviluppoProposte di sviluppo

Rimodellare il sistema per la ricerca di altri files Rimodellare il sistema per la ricerca di altri files quali ad esempio: documenti, immagini o filmati.quali ad esempio: documenti, immagini o filmati.

Attualmente un tale progetto è già in atto per i file Attualmente un tale progetto è già in atto per i file SMIL (SMIL (Synchronized Multimedia Integration Synchronized Multimedia Integration LanguageLanguage).).

File-sharing.File-sharing.

Progettare ed implementare un algoritmo di Progettare ed implementare un algoritmo di streaming da integrare al protocollo di streaming da integrare al protocollo di comunicazione del sistema.comunicazione del sistema.

Streaming.Streaming.

Configurare un Data Base cartografico e un GPS Configurare un Data Base cartografico e un GPS ((Global Positioning SystemGlobal Positioning System) per offrire un ) per offrire un servizio di routing fruibile da Terminale Mobile.servizio di routing fruibile da Terminale Mobile.

Routing.Routing.

Rimodellare l’architettura del sistema per Rimodellare l’architettura del sistema per eliminare la presenza del Discovery centralizzato eliminare la presenza del Discovery centralizzato trasformando il sistema in paritario.trasformando il sistema in paritario.

P2P pura.P2P pura.

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Presentata da: Orlando Orlandi

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