Uma Abordagem Teórica de Controle para Streaming de Vídeo Dinâmico e Adaptativo sobre HTTP

A qualidade da experiência do usuário percebida (QoE) é crítica em aplicações de vídeo na Internet, pois impacta as receitas dos provedores de conteúdo e dos sistemas de entrega. Dado que há pouco suporte na rede para otimizar tais medidas, gargalos podem ocorrer em qualquer lugar do sistema de entrega. Consequentemente, um algoritmo robusto de adaptação de bitrate nos players do lado do cliente é crítico para garantir uma boa experiência do usuário. Estudos anteriores mostraram limitações chave das soluções comerciais de ponta e propuseram uma gama de correções heurísticas. Apesar do surgimento de várias propostas, ainda há uma evidente falta de consenso sobre: (1) A melhor forma de projetar essa lógica de adaptação de bitrate do lado do cliente (por exemplo, usar estimativas de taxa vs. ocupação do buffer); (2) Quão bem classes específicas de abordagens irão desempenhar sob diversos regimes operacionais (por exemplo, alta variabilidade de largura de banda); ou (3) Como elas realmente equilibram diferentes objetivos de QoE (por exemplo, atraso de início vs. rebuffering). Para isso, este artigo faz três contribuições técnicas chave. Primeiro, para trazer algum rigor a esse espaço, desenvolvemos um modelo teórico de controle principiado para raciocinar sobre um amplo espectro de estratégias. Segundo, propomos um novo algoritmo de controle preditivo de modelo que pode combinar de forma ótima informações de throughput e ocupação de buffer, superando abordagens tradicionais. Terceiro, apresentamos uma implementação prática em um player de vídeo de referência para validar nossa abordagem utilizando emulações realistas baseadas em traços.