Luận văn thạc sĩ VNU UET nghiên cứu vấn đề khôi phục mất gói cho thoại IP

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ NGÔ XN THÀNH NGHIÊN CỨU VẤN ĐỀ KHƠI PHỤC MẤT GĨI CHO THOẠI IP Chuyên ngành: Kỹ thuật vô tuyến điện tử thông tin liên lạc Mã số : 02.07.00 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS LÊ HỮU LẬP Hà Nội 2004 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỤC LỤC MỤC LỤC i TỪ VIẾT TẮT iii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ iv DANH MỤC CÁC BẢNG vi MỞ ĐẦU vii CHƯƠNG 1: THOẠI IP VÀ MỘT SỐ VẤN ĐỀ CẦN GIẢI QUYẾT 1.1 GIỚI THIỆU 1.2 CÁC VẤN ĐỀ ĐẶT RA ĐỐI VỚI THOẠI IP 1.3 KỸ THUẬT GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ MẤT GÓI CHƯƠNG 2: CƠ SỞ TRUYỀN THOẠI QUA MẠNG IP 2.1 GIỚI THIỆU 2.2 GIAO THỨC TCP/IP 2.3 HỆ THỐNG THOẠI IP 19 2.4 CÁC GIAO THỨC ĐIỀU KHIỂN 26 CHƯƠNG 3: CÁC KỸ THUẬT KHÔI PHỤC MẤT GÓI SỬ DỤNG CHO THOẠI IP 33 3.1 GIỚI THIỆU 33 3.2 CƠ CHẾ KHƠI PHỤC MẤT GĨI THỰC HIỆN Ở ĐẦU PHÁT 34 3.3 CƠ CHẾ KHƠI PHỤC MẤT GĨI THỰC HIỆN Ở ĐẦU THU 38 3.4 ĐÁNH GIÁ CÁC PHƢƠNG PHÁP 41 CHƯƠNG 4: KỸ THUẬT NÉN DÃN THANG THỜI GIAN SỬ DỤNG WSOLA VÀ ĐỌC RA THÍCH NGHI 42 4.1 MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CỦA TÍN HIỆU THOẠI 43 4.2 KHÁI NIỆM CO DÃN THANG THỜI GIAN 49 4.3 CƠ CHẾ ĐỆM VÀ CHƢƠNG TRÌNH ĐỌC RA 51 4.4 THUẬT TỐN WSOLA CO DÃN GĨI CHO ĐỌC RA THÍCH NGHI 65 4.5 THỰC HIỆN CHE DẤU GÓI TRỄ VÀ MẤT 71 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ 77 5.1 PHƢƠNG PHÁP THỰC HIỆN VÀ ĐÁNH GIÁ 77 5.2 KẾT QUẢ THU THẬP TRỄ MẠNG VÀ TÍNH TỐN 78 ii LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN TRONG TƯƠNG LAI 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO 89 PHỤ LỤC 92 ii LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TỪ VIẾT TẮT CELP CS-ACELP FEC Code Excited Linear Prediction Conjugate Structure Algebraic Code Excited Linear Prediction Forward Error Correction IETF IP ITU LPC Internet Engineering Task Force Internet Protocol International Telecommunications Union Linear Prediction Coding LP MOS OSI PLC Linear Prediction Mean Opinion Score Open Systems Interconnection Packet Loss Concealment RFC RSVP RTCP Request For Comments Resource ReSerVation Protocol Real-time Transport Control Protocol RTP SIP TCP TSM Real-time Transport Protocol Session Initiation Protocol Transmission Control Protocol Time-Scale Modification VAD VoIP UDP WSOLA Voice Activity Detection Voive over Internet Protocol User Datagram Protocol Waveform Similar Overlap-Add iii LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 2.1: Mơ hình lớp TCP/IP so sánh với mơ hình với lớp OSI 10 Hình 2.2: Định dạng tiêu đề TCP 13 Hình 2.3: Định dạng tiêu đề UDP 15 Hình 2.4: Định dạng tiêu đề IPv4 16 Hình 2.5: Hệ thu phát thoại IP 20 Hình 2.6: Phát khoảng lặng tín hiệu thoại (VAD) 23 Hình 2.7: Tiêu đề gói RTP 27 Hình 2.8: Các thành phần mạng H.323 30 Hình 2.9: Các lớp giao thức H.323 31 Hình 3.1: Phân loại kỹ thuật khơi phục gói 34 Hình 3.2: Phân loại kỹ thuật khơi phục gói thực đầu phát 34 Hình 3.3: Nguyên lý ghép xen 36 Hình 3.4: Định dạng tiêu đề UDP Lite 38 Hình 3.5: Các đoạn thoại ngắn có dạng sóng giống 38 Hình 3.6 : Phân loại kỹ thuật khơi phục gói thực đầu thu 39 Hình 3.7: Mối quan hệ chất lƣợng độ phức tạp phƣơng pháp khơi phục gói 42 Hình 4.1: Biểu diễn đoạn tín hiệu thoại vơ hữu 47 Hình 4.2 Minh hoạ tính đối ngẫu miền thời gian miền tần số 48 Hình 4.3: Dạng sóng đoạn thoại 49 Hình 4.4: Che dấu gói dựa kỹ thuật TSM 50 Hình 4.5: Vai trị đệm 52 Hình 4.6: Các chế đọc khác (a) thuật toán 1: chế đọc cố định (b) thuật toán 2: chế đọc điều chỉnh talkspurt (c) thuật toán 3: chế đọc thích nghi điều chỉnh talkspurt 54 Hình 4.7: Đọc cố định (a) đọc thích nghi (b) 57 Hình 4.8: Sơ đồ khối lọc LMS thích nghi 62 Hình 4.9: (a) dãn (b) nén gói sử dụng TSM 68 Hình 4.10: Che dấu gói, (a) gói; (b) xen kẽ; (c) liên tiếp 73 Hình 5.1: Thời gian trễ Round-trip gói phiên 79 Hình 5.2: Thời gian trễ Round-trip gói phiên 80 Hình 5.3: Thời gian trễ Round-trip gói phiên 80 Hình 5.4: Thời gian trễ Round-trip gói phiên 81 Hình 5.5: Trễ đầu cuối – đầu cuối ƣớc lƣợng phiên 82 iv LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình 5.6: Trễ cuối – đầu cuối ƣớc lƣợng phiên 83 Hình 5.7: Trễ cuối – đầu cuối ƣớc lƣợng phiên 83 Hình 5.8: Trễ cuối – đầu cuối ƣớc lƣợng phiên 84 Hình 5.9: Quan hệ trễ đệm trung bình tỷ lệ gói, so sánh phƣơng pháp đọc cố định đọc thích nghi "talkspurt" 85 Hình 5.10: Trễ gói đầu cuối - đầu cuối trễ đọc thích nghi 86 v LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Các thông số mã hoá thoại phổ biến 22 Bảng 2.2: Bộ giao thức H.323 29 Bảng 4.1: Các ký hiệu để tính tốn thời gian đọc 55 Bảng 4.2: Các giá trị tham số đƣợc sử dụng thuật toán NLMS 62 Bảng 4.3: Thuật toán ƣớc lƣợng trễ sử dụng lọc NLMS 64 Bảng 4.4: Thuật tốn điều chỉnh thời gian đọc thích nghi với trễ mạng 70 Bảng 4.5: Thuật tốn sử dụng cho che dấu gói 75 Bảng 5.1: Thu thập trễ mạng phiên 78 Bảng 5.2: Thống kê trễ Round-trip phiên 81 Bảng 5.3: Tỷ lệ gói giữ nguyên co dãn sử dụng chế đọc thích nghi 85 vi LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỞ ĐẦU Sự phát triển bùng nổ Internet thập niên gần đem lại cho ngƣời sử dụng nhiều dịch vụ đa dạng phong phú Một dịch vụ mà ngƣời sử dụng quan tâm nhiều thoại IP, mà phát triển mạnh toàn giới Với ƣu điểm tiết kiệm chi phí, băng thơng khả mở rộng kết hợp với dịch vụ khác Ƣu điểm thoại IP cịn khả chia sẻ băng thông cho nhiều ngƣời sử dụng, đạt đƣợc hiệu suất cao so với thoại truyền thống Thoại IP công nghệ truyền thoại qua mạng sử dụng giao thức Internet, hoạt động ngun lý đóng gói tín hiệu thoại vào gói IP truyền nhƣ dạng thông tin liệu Vấn đề độ trễ, thoại nhƣ video loại thông tin thời gian thực nhạy cảm với trễ, IP dạng chuyển mạch gói Chồng giao thức TCP/IP có khả hạn chế phần độ trễ truyền liệu thông qua trƣờng “loại dịch vụ” (ToS) tiêu đề IP, nhƣng “best effort” (nỗ lực đến mức tối đa) mà thơi Hơn nữa, gói truyền từ đầu phát đến đầu thu qua đƣờng khác nhau, qua nút mạng khác thời gian đến phụ thuộc nhiều vào trạng thái mạng Ở đầu thu, gói thƣờng bị số nguyên nhân nhƣ trễ mạng, nghẽn mạng lỗi mạng Những gói bị làm giảm độ tin cậy chất lƣợng thoại Vì thoại dịch vụ thời gian thực nên phía thu khơng thể yêu cầu phát lại gói đƣợc Do đó, cần phải có kỹ thuật để khơi phục lại gói nhằm đảm bảo chất lƣợng thoại Kỹ thuật thực đầu phát đầu thu nhằm mục đích tái tạo lại gói bị mức tốt Mục tiêu luận văn phát triển thuật toán che dấu gói (PLC – Packet loss Concealment) sử dụng thơng tin gói trƣớc sau để khơi phục gói Phƣơng pháp sử dụng kỹ thuật co dãn thang thời gian gọi TSM (Time-Scale Modification), kỹ thuật dựa thuật tốn “Lấp đầy sóng đồng dạng” (WSOLA - Waveform Similarity Over-Lap Add) Thuật toán thực theo ý tƣởng dựa vào đặc điểm biến đổi dạng sóng tín hiệu thoại để tìm kiếm đoạn tƣơng tự thay cho đoạn bị mất, mà không làm biến vii LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com đổi đặc điểm thoại nhƣ âm sắc, chu kỳ âm lƣợng (pitch) Luận văn trình bày thuật toán dự đoán biến động trễ mạng, đƣợc sử dụng để thiết lập chƣơng trình đọc thích nghi nhằm giảm đến mức tối đa gói đến trễ Luận văn gồm chương: Chƣơng 1: Thoại IP số vấn đề cần giải Chƣơng 2: Cơ sở truyền thoại qua mạng IP Chƣơng 3: Các kỹ thuật khơi phục gói sử dụng cho thoại IP Chƣơng 4: Kỹ thuật nén dãn thang thời gian sử dụng WSOLA đọc thích nghi Chƣơng 5: Kết mô đánh giá Và cuối kết luận hƣớng phát triển tƣơng lai Kết luận văn : Đề xuất thuật tốn đọc thích nghi đầu thu cho thông tin thoại thời gian thực qua mạng IP Nó giải vấn đề giảm ảnh hƣởng trễ giảm tỷ lệ gói Thuật tốn tính tốn thời gian trễ gói điều chỉnh chƣơng trình đọc gói thích nghi theo biến động trễ mạng, nhờ mà nhiều gói đến trễ (sẽ sử dụng phƣơng pháp trƣớc đây) đƣợc sử dụng Trƣờng hợp gói đến trễ (đến sau thời gian hạn định đọc ra) đƣợc coi nhƣ đƣợc “lấp đầy” sóng đồng dạng Thực co dãn che dấu gói kỹ thuật co dãn thang thời gian TSM sử dụng thuật toán WSOLA Trong luận văn thuật toán WSOLA đƣợc cải tiến để xử lý độc lập với gói liệu nên giảm đáng kể trễ thuật tốn Tác giả xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành đến giáo viên hƣớng dẫn TS Lê Hữu Lập, phó giám đốc Học viện Cơng nghệ Bƣu Viễn thơng, ngƣời tận tình hƣớng dẫn đƣa nhận xét vơ q báu suốt q trình thực luận văn Xin trân trọng cảm ơn Thầy Cô khoa Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội nhiệt tình hƣớng dẫn tơi q trình học tập Tác giả chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo bạn đồng nghiệp Trung tâm Đào tạo Bƣu Viễn thơng nơi tác giả cơng tác tạo điều kiện để hồn thành tốt luận văn viii LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƢƠNG 1: THOẠI IP VÀ MỘT SỐ VẤN ĐỀ CẦN GIẢI QUYẾT 1.1 GIỚI THIỆU Thoại truyền qua mạng chuyển mạch gói nhƣ mạng IP (mạng sử dụng giao thức Internet) công nghệ phát triển mạnh ngày đƣợc ứng dụng rộng rãi Động lực để phát triển thoại truyền IP tiết kiệm băng thông, giảm đƣợc giá thành mạng Ngun lý cơng nghệ là, tín hiệu thoại đƣợc số hố, sau phân đoạn (ví dụ phân thành đoạn với chiều dài 10 ms [21]) đầu phát đóng vào gói tin sau gửi chúng qua mạng IP Tại đầu thu, gói nhận đƣợc mở gói, giải mã biến đổi lại tín hiệu thoại ban đầu Mạng IP mạng cục (LAN) nhƣ Intranet, mạng diện rộng (WAN) sử dụng IP, mạng pha trộn mạng Internet công cộng mạng Extranet logic cá nhân (nhƣ mạng riêng ảo VPN) đƣợc quản lý IP lớn mạng Internet Đây môi trƣờng hấp dẫn IP cho nhà cung cấp dịch vụ mạng Hồn tồn khơng có giới hạn loại mạng mà IP chạy IP chạy nhiều loại mạng mà không cần thay đổi lớn cấu trúc gói tin IP chế hoạt động IP giao thức mạng chung, phù hợp với loại mạng mà khơng địi hỏi phiên đặc biệt để thực chức cách phù hợp từ LAN sang WAN ngƣợc lại Mạng IP (ví dụ mạng Internet) mạng làm việc theo chế "best effort" (nỗ lực đến mức tối đa) có số nhƣợc điểm trễ, biến động trễ gói (nghĩa khơng phải tất gói phía phát gửi phía thu nhận đƣợc) Lƣu lƣợng thoại cho phép số gói, nhƣng tỷ lệ gói vƣợt q 5% [8] ảnh hƣởng đáng kể tới chất lƣợng thoại Nên tỷ lệ gói cao xảy ra, để đảm bảo đƣợc chất lƣợng thoại cần phải có chế để tái tạo lại gói với độ xác Cơ chế đƣợc gọi kỹ thuật khơi phục gói có nhiều thuật tốn áp dụng cho kỹ thuật tuỳ thuộc độ phức tạp ix LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Chương 5: Kết mô đánh giá Trễ (ms) Hình 5.6: Trễ cuối – đầu cuối ƣớc lƣợng phiên Hình 5.7: Trễ cuối – đầu cuối ƣớc lƣợng phiên Trễ (ms) Số gói Số gói 83 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Chương 5: Kết mô đánh giá Hình 5.8: Trễ cuối – đầu cuối ƣớc lƣợng phiên Hình 5.9 thoả hiệp tỷ lệ gói trễ đệm, hai tiêu chí tỷ lệ nghịch với nên cần phải xem xét để lựa chọn Đối với trễ mạng biến động lớn nhƣ trƣờng hợp phiên thứ kết cho thấy thuật tốn đọc thích nghi hiệu so với phiên và kết cho thấy cải thiện đáng kể tỷ lệ gói mức trễ đệm trung bình so với đọc cố định Tỷ lệ (%) Tỷ lệ (%) Đọc cố định Đọc thích nghi Trễ đệm trung bình (ms) Trễ đệm trung bình (ms) Phiên 84 Tỷ lệ (%) Tỷ lệ (%) Phiên LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Chương 5: Kết mơ đánh giá Hình 5.9: Quan hệ trễ đệm trung bình tỷ lệ gói, so sánh phƣơng pháp đọc cố định đọc thích nghi "talkspurt" Chƣơng trình sau tính tốn cho kết t ỷ lệ phần trăm gói co dãn bảng 5.3 Bảng 5.3: Tỷ lệ gói giữ nguyên co dãn sử dụng chế đọc thích nghi Phiên Phiên Phiên Phiên Tỷ lệ giữ nguyên (%) Tỷ lệ dãn 2L0 (%) Tỷ lệ dãn 1.3L0 (%) 78,72 0,01 10,75 94,88 0,02 2,53 67,72 0,37 15,89 72,00 0,35 13,71 Tỷ lệ nén 0.7L0 (%) Tỷ lệ nén 0.5L0 (%) 9,99 0,53 2,55 0,02 14,40 1,62 12,62 1,32 Trong hình 5.10 kết tính tốn thời gian đọc thích nghi với gói “talkspurt” sử dụng thuật toán bảng 4.5 Đồng thời tính tỷ lệ phần trăm gói phải co dãn với chiều dài 2L0, 1,3L0, 0,7L0, 0,5L0 (với L0 khoảng thời gian định kỳ phát gửi gói đi, với chuẩn G.729 20 ms) Trễ mạng Trễ đầu cuối ước Trễ (ms) Đọc thích nghi Trễ (ms) lượng 85 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Số gói Số gói Trễ (ms) Chương 5: Kết mơ đánh giá Số gói Phiên Hình 5.10: Trễ gói đầu cuối - đầu cuối trễ đọc thích nghi Trên hình 5.10, điểm chấm thể trễ mạng gói, đƣờng nét đứt trễ đầu cuối - đầu cuối ƣớc lƣợng thuật toán NLMS, đƣờng nét liền biểu diễn thời gian đọc gói Phiên có tỷ lệ gói phải co dãn thấp phiên chênh lệch trung vị trễ trung bình phiên nhỏ so với phiên khác Trong phần mô đánh giá: trễ đọc trung bình, tỷ lệ phần trăm gói (PLR), tỷ lệ phần trăm gói phải co dãn phiên trễ khác Do thu thập trễ mạng chiều gặp số khó khăn, luận văn sử dụng trễ thay Kết cho thấy, khả cải thiện tiêu chuẩn nhƣ sử dụng thuật toán đề xuất so với phƣơng pháp truyền thống không sử dụng Tuy nhiên, để đánh giá xác mức độ cải thiện chất lƣợng phần trăm cần phải có điều kiện cụ thể mạng hệ thống đánh giá chất lƣợng theo kết đánh giá trung bình (MOS) nhƣ đo chất lƣợng thoại cảm nhận (PSQM) 86 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Chương 5: Kết mô đánh giá KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN TRONG TƢƠNG LAI Luận văn trình bày cách có hệ thống cơng nghệ thoại IP, vấn đề cần giải sử dụng công nghệ nhƣ đặc điểm Một vấn đề làm giảm chất lƣợng thoại đƣợc đặt để giải luận văn trễ gói gói Luận văn trọng tâm vào nghiên cứu phát triển, thực đánh giá kỹ thuật khơi phục gói sử dụng kỹ thuật co dãn theo thời gian (TSM), kỹ thuật đƣợc áp dụng kết hợp thuật toán đọc 87 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Kết luận hướng phát triển tương lai thích thuật tốn "lấp đầy sóng đồng dạng" (WSOLA) Thuật tốn đạt đƣợc cho phép ƣớc lƣợng xác trễ mạng Kỹ thuật co dãn thang thời gian dựa thuật tốn WSOLA đƣợc xem xét cho chƣơng trình đọc gói thích nghi che dấu phạm vi thơng tin thoại thời gian thực qua mạng IP Vì phƣơng pháp đề xuất thực thu khơng cần u cầu thêm phát nhƣ yêu cầu mạng nên kỹ thuật mà luận văn trình bày có khả ứng dụng rộng rãi Cơ chế chƣơng trình đọc thích nghi ƣớc lƣợng trễ mạng dựa thuật tốn lọc thích nghi NLMS chu kỳ ngắn bao gồm sổ tƣơng đối nhỏ chứa cỡ 30 gói Trong trƣờng hợp đỉnh trễ, chế độ đặc biệt đƣợc sử dụng để bám theo biến động trễ nhanh Ƣớc lƣợng thời gian đọc gói thoại đƣợc điều chỉnh với thống kê trễ mạng biế n đổi Khác với trƣớc đây, việc điều chỉnh không thực "talkspurt" mà thực "talkspurt" với phƣơng pháp linh hoạt cao Sự tái tạo lại xác thoại đọc liên tục, sử dụng thuật tốn WSOLA cho gói đảm bảo không làm tăng thêm trễ gián đoạn biên gói Kết mơ dựa đo kiểm Internet cho thấy cân trễ đệm trễ cải thiện đáng kể Cho trễ đệm 30 ms, tỷ lệ giảm 10% Quan trọng hơn, thuật toán đề xuất phù hợp để tránh số gói liên tiếp, điều đặc biệt quan trọng che dấu gói Kỹ thuật che dấu gói dựa WSOLA đƣợc đề nghị để chống gói kết hợp với chƣơng trình đọc thích nghi So sánh với kỹ thuật trƣớc, chế đề xuất hoạt động với độ trễ thấp thời gian gói kết hợp với mơ hình khơi phục khác hiệu Kiến nghị, hạn chế hướng phát triển Trong thuật toán ƣớc lƣợng trễ NLMS, sử dụng gói trƣớc để dự đốn trễ mạng cho gói cải thiện đƣợc đáng kể trễ đỉnh thuật toán thay đổi nhanh bắt kịp biến động nhanh trễ mạng Tuy nhiên, với trƣờng hợp gói (khơng đến đích) thuật tốn chƣa thể cập nhật cho véc tơ trễ gói, khó khăn cho trƣờng hợp liên tiếp nhiều gói, luận văn tạm thời tính bốn lần trễ trung bình nhƣng chƣa phải tối ƣu Đây công việc cần phải nghiên cứu tiếp để hoàn thiện thuật tốn Hơn nữa, kết qủa mơ phỏ ng cho thấy thuật toán NLMS cải thiện tốt 88 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Kết luận hướng phát triển tương lai trƣờng hợp biến động trễ cao, trƣờng hợp biến động trễ thấp không thiết phải sử dụng thuật toán Hƣớng nghiên cứu làm nghiên cứu kết hợp với thuật toán khác mềm dẻo chuyển đổi thuật tốn trễ mạng có thay đổi lớn phải đƣợc đánh giá biến động trễ mạng qua tiêu chí xác suất thống kê nhƣ kỳ vọng, phƣơng sai, trung vị phân bố Thuật tốn WSOLA thực tốt che dấu gói trƣờng hợp gói, gói liên tiếp xảy lớn gói kỹ thuật khơng thật hiệu để đảm bảo chất lƣợng thoại Giải pháp cần nghiên cứu sử dụng kết hợp với số chế khác nhƣ FEC, ghép xen, giải pháp hiệu trƣờng hợp lỗi đƣờng truyền hay nghẽn thời gian dài là, phía phát gửi đúp gói có nội dung, địa nhƣ gói đƣờng khác nhau, phía thu có chế lựa chọn huỷ bỏ gói hợp lý Tóm lại, thuật tốn đề xuất luận văn có nhiều ƣu điểm so với thuật toán trƣớc đây, giới hạn điều kiện mạng cải thiện đáng kể chất lƣợng thoại Nghiên cứu kết hợp với phƣơng pháp khác để giải đƣợc triệt để hơn, nhằm đƣa ứng dụng không riêng thoại vào mạng IP mà chủ yếu mạng Internet đƣợc hiệu TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Nguyễn Quốc Cƣờng (2001), Internet working với TCP/IP, tập 1, tr 207-220, nhà xuất Lao động xã hội [2] Nguyễn Hồng Sơn (2003), Kỹ thuật điện thoại qua IP Internet, tr 160-194, nhà xuất Lao động xã hội 89 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tài liệu tham khảo [3] Phùng Văn Vận (2003), Điện thoại IP, tr 50-58, nhà xuất Bƣu điện Tiếng Anh [4] A.Kansal and A.Karandikar (2001), "Adaptive delay estimation for low jitter audio over Internet", in Proc IEEE Global Telecom Conf, Vol.4, pp 25912595 [5] Aziz Shallwani (2003), An adaptive playout algorithm with delay spike detection for real-time VoIP, pp 29-53, Master thesis [6] A Watson and M Sasse (1998), “Measuring perceived quality of speech and video in multimedia conferencing applications”, Proc of ACM Multimedia, pp 55–60 [7] Colin Perkins, Orion Hodson, and Vicky Hardman (1998), “A survey of packet loss recovery technique for streaming audio”, in IEEE network [8] Christopher Y.Metz (1999), IP Switching Protocols and Architectures, pp 2379, McGraw-Hill [9] Daniel Minoli (2002), Voice over MPLS Planning and Designing Networks, pp 38-124 [10] David J.Wright (2001), Voice over Packet Network, pp 76-100, John Wiley & Son Ltd [11] Ejaz Mahfuz (2000), Packet Loss Concealment for Voice Transmission over IP Networks, pp.1-6, 44-60, Master thesis [12] Fang Liu, Jong Won Kim, and C C Jay Kuo (2001), “ Adaptive delay concealment for internet voice applicationns with packet-based time-scale modification” [13] Fang Liu, Jong Won Kim, and C C Jay Kuo (2002), “Quality enhancement of packet audio with time-scale modification” [14] Fredrik Gustarfsson (2000), Adaptive Filtering and Change Detection, pp 816 John Wiley & Sons Ltd 90 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tài liệu tham khảo [15] Gilbert Held (2000), Managing TCP/IP networks: techniques, tools, and security considerations, pp 17-28, 29-60,74-88, John Wiley & Son Ltd [16] Henning Sanneck (2000), Packet loss recovery and control for voice transmission over the internet, pp 100-120 Doctor thesis [17] H Sanneck, A Stenger, K Ben Younes, and B Girod (1996), “A new technique for audio packet loss concealment” [18] H Shulzrinne, S Casner, R Frederick, and V Jacobsen, “A Transport Protocol for Realtime Applications”, Network Working Group RFC:1889, Internet Engineering Task Force, Jan 1996 [19] Harri Majamaki (1999), Delay Charactericstic of an IP Voice Terminal, pp 43-48, Master thesis [20] Jonas Lindblom (2001), Packetized speech transmission combatting the packet problem, pp 15-20 [21] Jonathan Davidson, James Peters (2000), Voice over IP Fundamentals, pp 168-283, Cisco System [22] J M Pitts and J A Schormans (2000), Introduction to IP and ATM Design and Performance, pp 267-279, John Wiley & Son Ltd [23] Moo Young Kim and Renat Vafin (2001), “Packet-loss recovery techniques for VoIP” [24] Nortel Networks (2000), “RTP/UDP/IP header removal and construction for otimized voice bearer”, pp 4-15 [25] Tomas Andersson (2002), “Techniques used in Voice over IP Systems” [26] Vinod K.Bhat (2001), “Voice over IP – the SIP way”, pp 15-20 [27] Yi.J Liang (2003), Robust low-latency voice and video communication over best-effort networks, pp 13-33 Doctor thesis [28] Yi J Liang, N Fọrber, and B Girod (2001), “Adaptive playout scheduling using time-scale modification in packet voice communications” in Proc IEEE int Conf Acoust., Spech, Signal Processing, Vol 3, pp 1445 -1448 91 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tài liệu tham khảo [29] Werner Verhelst and Marc Roelands (2000), “An overlap-add technique based on waveform similarity (WSOLA) for high quality time-scale modification of speech” [30] www.ietf.org , (1999), “RFC 2198, RFC 2733, RFC 1889”, [31] ITU-T recommendations G.7xx PHỤ LỤC (Chương trình mơ viết Matlab) % Chuong trinh xac dinh ty le mat, tre toi da, tre toi thieu, tre trung binh % Uoc luong tre mang, tinh chieu dai goi, thoi gian docj ra, ty le co dan goi load trac e1.log -ascii; x= trace1(:,1); % gan file trace1.log/trace2.log/trace3.log/trac e4.log vao vecto x [num,b]= size(x); % num la so goi nhan duoc 92 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Phụ lục w=30; n=num; trebdmax=100; % for i=1:n % Tre oneway x(i)=round(x(i)/2); end dmax=x(1); dmin=x(1); sum=x(1); k=0;kk=0; for i=2:n if x(i)>dmax dmax=x(i); end if x(i)0 dmin=x(i); end sum=sum+x(i); if x(i)==0 k=k+1; end end dmax %tre lon nhat dmin %tre nho nhat d_aver=sum/n %tre trung binh LR=100*k/n %Ty le phan tram goi mat % -% Tinh Median t=1;med=dmin; while t==1 kk=0; for i=1:n if x(i)>med kk=kk+1; end end if ((kk/n) dmax t=0;end 93 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Phụ lục end med % % Tinh tre bo dem va ty le mat truong hop doc co dinh DB1=NaN; LR1=NaN; for trebd=1:trebdmax coun=0;temp=0; for j=w+1:n if x(j)>0 if trebd+dmin-x (j)>0 coun=coun+1; temp=(trebd+dmin-x(j))+temp; end end end if coun>0 DB1(t rebd)=temp/coun; end LR1(trebd)=100*(n-coun-w)/(n-w); end % %Tinh tre bo dem va ty le mat truong hop doc thich nghi mu=1.5;anpha=0.998002;beta=4; w0=NaN; d_estim=NaN; v_estim=NaN; D=NaN; w0(1)= 1; % -% khoi tao vec to so cua cua so w0 for i=2:w w0(i)=0; end % -d_estim(1)=x(1); v_estim(1)=abs(d_estim(1)-x (1)); vv= 0; for i=2:w if x(i)==0 d_estim(i)=d_estim(i -1); else d_estim(i)=d_estim(i -1)+x(i); end end 94 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Phụ lục % for i=1:w d_estim(i)=d_estim(w)/ w; v_estim(i)=abs(d_estim(i)-x(i)); vv= v_estim(i)+ vv; end v_estim(w)= vv/ w; % mode= 'NOMAL'; dn_estim=round(d_aver); for i=w+1:n dn=NaN;t=0; for j=1:w % cap nhat vecto tre mang cua w goi truoc if (x(i+j-w)==0) dn(j)=max(d_aver,dn_estim); % se duoc lay bang tre goi trung binh else dn(j)=x(i-w-1+j); end t=t+dn(j); end dn_estim=round(t/(w+10)); d_estim(i)=w0*dn'; % tre mang uoc luong cua goi thu i for ii=1:w-1 d_estim(i)=d_estim(i)+d_estim(i-ii); % trung binh uoc luong end d_estim(i)=round(d_estim(i)/ w); % -Xac dinh tre bo dem & ty le mat su dung thuat toan v_estim(i)=anpha*v_estim(i -1)+ (1-anpha)*abs(d_estim(i -1)-x(i-1)); if x(i)>d_estim(i) mode='NOMA L'; end if x(i)==0 packet(i)=0; else %packet=0 la mat, bang la den dung thoi han packet(i)=1; end if (x(i)>d_estim(i)+beta*v_estim(i))|packet(i)==0 %or (packet(i)==0) mode='SPIKE'; end if (mode=='SP IKE')|(packet(i)==0) % che tre dinh D(i)=d_estim(i)+ v_estim(i)*beta; 95 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Phụ lục else % che binh thuong D(i)=d_estim(i)+ v_estim(i)*beta; end if (D(i)