Вы здесь

Розробка методів та засобів підвищення ефективності стиску мовних сигналів в телекомунікаційних системах для ІР-телефонії.

Автор: 
Колодій Роман Степанович
Тип работы: 
Дис. канд. наук
Год: 
2007
Артикул:
0407U002598
99 грн
(320 руб)
Добавить в корзину

Содержимое

РОЗДІЛ 2
РОЗРОБКА ТА ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ МЕТОДІВ ОЦІНКИ ЯКОСТІ МОВНОГО ТРАФІКУ В
КОМП’ЮТЕРНИХ МЕРЕЖАХ
В цьому розділі досліджуються і порівнюються сучасні суб’єктивні та об’єктивні
методи вимірювання якості голосу. Описані суб’єктивне вимірювання якості голосу
(МОS) і найважливіші об’єктивні методи вимірювання якості мовлення, включаючи
два методи вимірювання з втручанням в сигнал (PSQМ і PESQ) і методи без
втручання в сигнал (Е-модель і ICPIF). Також подані особливості об’єктивних
методів вимірювання та запропоновані нові методи [33, 104].
2.1. Методи вимірювання якості зв’язку для потреб VoIP
Теорія та практика вимірювання якості VoIP показує, що при вимірюванні та
оцінці якості необхідно визначитися з метою та методами, щоб дати відповідь на
наступні питання: що вимірювати, як вимірювати, які результати оцінювати, як їх
представляти та аналізувати і як управляти якістю зв’язку в мережі.
Задача вимірювання зводиться до вимірювання якості каналу зв’язку та якості
відтвореної мови. Отже вимірювати треба пропускну здатність каналу та
співвідношення корисних та службових даних передаваних пакетів, затримку,
джиттер та втрати пакетів.
Якість відтвореної мови перш за все залежить від методу компресії мовного
сигналу, тому що він сам по собі є втратним. Оскільки людина як "одержувач"
інформації є ключовим елементом будь-якої телекомунікаційної системи, якість
сигналу оцінюється по її суб'єктивному сприйняттю мови, тому вимірювати
потрібно: розбірливість мови, наявність ехо – прослуховування власної мови та
динамічний діапазон. Якість відтвореного мовного сигналу оцінюється за
п’ятибальною шкалою MOS (mean opinion score - середня суб'єктивна оцінка, що
буде описана нижче).
Традиційно IP-трафік передається по методу «best effort» – «кращий з можливих».
В цьому випадку не гарантується ні перевірка готовності мережі забезпечити
потік даних мережними ресурсами, ні пріоритеризація [25]. Іншими словами,
незалежно до якого типу трафіку відносяться інформаційні пакети (мова, відео,
FTP і т.д.), вони обробляються за принципом «перший прийшов – перший отримав
обслуговування». Очевидно, що ця модель не підходить для передачі трафіку із
специфічними вимогами до затримки, продуктивності або надійності передачі
даних. Для переходу до нових додатків на мережах з комутацією пакетів потрібен
свій механізм забезпечення якості передачі. В такій структурі мережі пакети
телефонного додатку повинні відрізнятися від пакетів даних і ця відмінність
повинна фіксуватися вузлами мережі.
В телекомунікації ефективних методів оцінки якості передачі мови існує не так
багато, враховуючи всі можливі негативні і позитивні чинники, що пов’язані з
ІР-мережею [26, 27]. Всі вони, як правило, стандартизовані і представлені в
рекомендаціях ITU-T і проблема залишається в тому коли та який з існуючих
методів найкраще використовувати.
Вимірювання якості мовлення може здійснюватись шляхом використання суб’єктивних
та об’єктивних методів, як показано на рис.2.1.
Рис.2.1. Класифікація методів оцінки якості голосу
Найпоширенішою оцінкою якості голосу, яка рекомендується ITU-Т є МОS
[34, 44, 45]. Значення МОS можна отримати узагальнивши результати оцінки членів
експертної групи в контрольованих умовах, як це описано в рекомендаціях
стандарту ITU, які оцінюють якість мовних сигналів за 5 бальною шкалою (Дуже
добре, Добре, Непогано, Задовільно, Погано). В комунікаційних голосових
системах МОS є міжнародно-прийнятою оцінкою якості, оскільки вона забезпечує
прямий зв’язок з якістю голосу почутого кінцевим користувачем. Основною
проблемою для суб’єктивного вимірювання МОS є те, що це тривала, дорога робота,
яка в операційній мережевій інфраструктурі не може проводити довготривалий
моніторинг. Через це дуже привабливими є об’єктивні методи оцінки суб’єктивної
якості голосу, бо вони задовольняють попит на вимірювання якості голосу в
комунікаційних мережах.
Об’єктивне вимірювання якості голосу в сучасних комунікаційних мережах може
бути з втручанням (методи, що використовують порівняння з оригінальним
сигналом) або без втручання (методи без порівняння) рис.2.1. Методи з
втручанням більш точніші, але як правило не підходять для моніторингу трафіку в
зв’язку з потребою використання мережі для отримання даних для порівняння.
Типовий метод без втручання базується на ITU-Т стандартах Р.862 – алгоритм
вимірювання оцінки якості відтворення мови (PESQ – Perceptual Evaluation of
Speech Quality) шляхом порівняння оригінальних і спотворених мовних сигналів
для отримання оцінки МОS [33, 39-43].
Методи без втручання не потребують оригінальних сигналів і підходять для
моніторингу трафіку. Відповідно є методи основані на вимірюванні якості сигналу
(тобто загальна оцінка всього тракту від абонента до абонента) і методи
основані на параметрах мережі (які дають оцінки сигналу, що пов’язані з
мережевими параметрами). Згідно ITU-Т, Е–модель є найбільш вживаним методом без
втручання. Він може передбачати голосову МОS безпосередньо з даних ІР мережі
або з параметрів кінцевого обладнання [51, 52].
2.2. Суб’єктивне вимірювання якості голосу
Суб’єктивні методи є важливими для визначення рівня об’єктивних методів. ITU-Т
Р.800 описує декілька методів і процедур для проведення суб’єктивної оцінки
якості передачі. Найширше використання має тест рейтингу абсолютної категорії,
ACR (Absolute Category Rating), який визначає величину МОS [27, 36, 37]. ACR
теж використовується в деяких випадках, для визначення деградації MOS (DМОS -
Degradation Mean Opinion Score).
Рейтинг абсолютної категорії ACR (Absolute Category Rating)
При проведені тестування за методом ACR