Codecs Multimédia Basés sur FFT et utilisables avec OFDM, OFDMA et SC-FDMA

Ces informations sont écrites à l’intention des investisseurs, des développeurs et des décideurs.
Dans un récent document, nous avons présenté de nouveaux algorithmes pour la compression des données via FFT (Fast Fourier Transform) et le transport de ces données.
Voir aux adresses suivantes:

Compression Images et Vidéos

Communications Longues Distances

Ce document a pour objectif d'apporter des précisions et des compléments, en rapport avec OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access), et SC-FDMA (Single-Carrier Frequency Division Multiple Access).
Pour plus d'informations sur ces méthodes, voir aux adresses suivantes:

OFDM

OFDMA

SC-FDMA

Le SC-FDMA est utilisé particulièrement dans les communications terre-satellite et dans le sens de transmission montant (terminal vers antenne-relais) des réseaux mobile 4G LTE et LTE-Advanced.

Dans le domaine des fréquences, avec les codecs FFT en question, on utilise les plus grands points et les bandes les plus énergétiques.
On peut utiliser les décimations dans les bandes (ne retenir que le plus grand point parmi N points consécutifs). Les phases sont ignorées dans l'arrière plan, on ne garde que le signe des phases ou on met en place un autre type d'optimisation avec le signe des phases.

Les codes obtenus peuvent être utilisés directement pour assurer le précodage en SC-FDMA, et éviter des FFT supplémentaires.
Dans un contexte de communication longue distance, avec un PAPR (Peak to Average Power Ratio) minimisé, en transportant les points de l'avant plan dans les phases de l'arrière plan, on peut utiliser directement les codes obtenus dans les communications OFDM et OFDMA.

Nos codecs sont orientés compression média (audio, image, vidéo) en utilisant FFT. On peut utiliser d'autres sources de données et se ramener à FFT et deux plans:

- Flux Huffman (flux issu du codage de Huffman):
On fait correspondre les points les moins fréquents aux points de l’avant plan de la sortie du codeur FFT, le nombre de répétitions successives jusqu’à une certaine limite étant contenu dans la phase, et on fait correspondre les autres points avec l’arrière plan du codeur FFT. On ne tient pas compte des répétitions successives dans l’arrière plan. Enfin, on alterne les signes des phases dans l’arrière plan.
Voir une description plus détaillée dans le document du brevet USPTO.

- Flux RLE (Run Length Encoding):
On fait correspondre les valeurs à répéter aux magnitudes et le nombre de répétitions, jusqu’à une certaine limite, aux phases.
On transmet soit deux trames UNB, soit on génère totalement ou on complète l’arrière plan et on transporte les points de l’avant plan dans les bandes de l’arrière plan.
Voir une description plus détaillée dans le document du brevet USPTO.

- Cas général:
Nos méthodes sont applicables aux données pures. A partir d'une trame FFT normale avec un PAPR élevé:
- Enlever l'avant plan.
- Créer deux trames avec les amplitudes des cosinus et amplitudes des sinus. Chaque trame peut être considérée comme une trame FFT sans phase.
- Mettre l'avant plan dans les phases de l'arrière plan. Ceci donne deux trames FFT normales avec un PAPR moins élevé.
A la réception des deux trames, retrouver l'avant plan et l'arrière plan sans perte.
Cette méthode est moins efficace qu'avec une seule trame, mais dans un contexte de longue distance ou de plus longue distance en zone difficile, la correction d'erreurs par redondance est essentielle, il y a plus de bins disponibles pour implémenter la redondance (données à mettre dans les phases, les places vides causées par la suppression de l'avant peuvent être utilisées avec précaution).

On peut utiliser les trames UNB (Ultra Narrow Band) comme bins OFDM, OFDMA ou SC-FDMA.
Les trames UNB décrites dans nos méthodes sont des trames média de basse qualité, mais:
- Dans le contexte d'IA (Intelligence Artificielle), notamment générative, on peut les transformer en trames média de grande qualité.
- Elles peuvent être générées aussi à partir de DCT (Discrete Cosine Transform), MDCT (Modified Discrete Cosine Transform) ou Real DWT (Discrete Wavelet Transform).
- Prises comme des bins OFDM, OFDMA ou SC-FDMA, elles ont la particularité d'être très facilement manipulables (en ajout, en suppression, ou en mode mixte), en jouant uniquement sur les signes des phases globales.
- On peut aussi jouer sur les espacements et les coefficients globaux appliqués aux magnitudes des trames UNB pour approximer un signal particulier dans le domaine temporel.