Tài liệu PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ THOẠI TRONG MẠNG VoIP, chương 9 pdf

Chương 9: cách Đo kiểm độ trung th ực 3.3.1.1 MOS Do bản chất khách quan cố hữu của việc đo kiểm chất lượng thoại, một phương pháp đo kiểm tự nhiên dùng để xác định chất lượng thoại đó l à sử dụng một số lượng lớn người nghe đánh giá chất lượng thoại như là một phần của quá trình đo kiểm được điều khiển tốt và xác định rõ ràng. Lợi ích của phương pháp này đó là đánh giá độ trung thực có được trực tiếp từ từng cá nhân đ ã sử dụng điện thoại. Một lợi ích khác đó là giá trị thống kê có được từ rất nhiều các đánh giá viên. Trên thực tế có một phương pháp đã được sử dụng trong nhiều năm nay đó là MOS được miêu tả trong chuẩn P.800 của ITU-T. Bảng 3.8 : MOS của các chuẩn mã hóa Chu ẩn mã hóa MOS G.711 4,1 (64 kbps) G.726 3,85 (32 kbps) G.728 3,61 (15 kbps) G.729 3,92 (8 kbps) G.723.1 MP- MLQ 3,9 (6,3 kbps) G.723.1 ACELP 3,65 (5,3 kbps) Mặc dù có những lợi thế hết sức rõ ràng, MOS có một điểm khác biệt và một bất lợi đáng quan tâm: đó là nó đòi hỏi phải tốn nhiều thời gian cũng như nỗ lực. Tập hợp hàng chục hay thậm chí hàng trăm người nghe tại một ph òng thí nghiệm đo kiểm chất lượng thoại để đánh giá chất lượng của một bộ sản phẩm thiết bị điện thoại hay phần mềm dường như không phải l à một phương pháp hiệu quả nhất. Những điều kiện của cuộc thử nghiệm phải được giám sát và điều khiển một cách chặt chẽ, kết quả đo phải được phân tích một cách kỹ lưỡng v à toàn bộ quá trình này cần phải được lặp lại khi có thiết bị mới hay phương pháp mã hoá thoại mới được phát triển. Do đó, làm sao để độ trung thực có thể được đo kiểm theo một phương pháp có thể lặp lại, khách quan, v à với một chi phí hợp lý? 3.3.1.2 PSQM Một trong những phương pháp đó là PSQM, được miêu tả rõ trong khuy ến nghị P.861 của ITU-T. Ðầu tiên được thiết kế để đánh giá các bộ m ã hóa - giải mã thoại, thuật toán PSQM đưa ra một phương pháp mà qua đó tín hiệu thoại trong băng tần từ 300- 3400 Hz có th ể được đo kiểm một cách khách quan cho méo, ảnh hưởng của tạp âm, v à tính trung thực toàn cục trong nghe hiểu. Như vậy hiểu một cách đơn giản, PSQM là một người nghe tự động. PSQM đánh giá chất lượng của các tín hiệu thoại theo cùng cách mà các b ộ Codec mã hoá và giải mã tín hiệu thoại thực hiện. Nó xác định xem khi n ào thì một tín thoại riêng biệt bị méo dựa trên quan điểm của người nghe, khi n ào thì cảm thấy khó chịu và khó hi ểu với một tín hiệu méo. Ðể làm được điều này, PSQM sử dụng một tín hiệu thoại rõ ràng và so sánh nó với một phiên bản méo ít hơn hoặc nhiều hơn với phương pháp trọng số phức (complex weighting) quan tâm tới yếu tố quan trọng trong nhận thức âm thoại là gì, ví dụ như sinh lý của tai người và các yếu tố nhận thức liên quan tới người nghe dường như hay chú ý tới gì. PSQM đem lại một chỉ số tương đối, chỉ ra sự khác biệt giữa tín hiệu méo và tín hiệu gèc đứng trên quan điểm của người nghe thông qua thuật toán. PSQM chỉ ra âm thoại méo có chất lượng tốt hơn hay tồi hơn tín hiệu nguy ên thuỷ. Với PSQM, chỉ số méo đưa ra tương ứng rất gần với chỉ số thống k ê của một số lượng lớn người phản ứng trong c ùng một tình huống đo kiểm (ví dụ MOS). PSQM đầu tiên được thiết kế đặc biệt cho chất lượng hiểu của âm thoại khi bị ảnh hưởng bởi các bộ Codec nén thoại. Tuy nhiên với một số tác động như mất gói xảy ra trên mạng truyền số liệu, không được phản ánh một cách đầy đủ trong các chỉ số PSQM. Do đó, một phiên bản tăng cường cho PSQM gọi là PSQM+ đã được phát triển để tương quan hơn với các chỉ số MOS trong trường hợp có những trục trặc trong quá trình hoạt động của mạng. 3.3.1.3 PAMS Một mô hình quan trọng khác trong đo kiểm độ trung thực trong nghe hiểu, được phát triển trong thời gian gần đây đó là PAMS (H ệ thống đo kiểm phân tích tri giác). PAMS sử dụng một mô hình tri giác tương tự như PSQM và cùng nhau chia sẻ mục tiêu cung cấp một phương tiện đo kiểm khách quan, khả lặp cho chất lượng cảm nhận thoại. PAMS sử dụng một mô hình xử lý tín hiệu khác với PSQM nhưng hiệu quả hơn cùng với các dạng chỉ số khác với PSQM. Nó đưa ra một "Chỉ số chất lượng nghe" và một "Chỉ số chất lượng nỗ lực nghe", cả hai đều tương quan với các chỉ số MOS và đều trên một thang đo từ 1 tới 5. 3.3.2 Đo kiểm độ trễ Như đã đề cập, trễ đầu cuối - đầu cuối có một ảnh hưởng vô cùng quan trọng tới chất lượng một cuộc đàm thoại. Nên nhớ rằng, trễ không ảnh hưởng tới âm thanh của một cuộc đàm thoại mà ảnh hưởng tới nhịp điệu v à cảm nhận của cuộc đàm thoại. Có hai phương pháp chính trong đo kiểm trễ trong một môi trường thoại gói là: Acoustic PING và MLS tương quan chéo tiêu chuẩn hoá. Theo như thiết kế, cả hai phương pháp được sử dụng để đảm bảo việc đo kiểm trễ là chính xác và nhất quán do trễ có thể thay đổi trong một môi trường VoIP động. 3.3.2.1 Acoustic PING Acoustic PING sử dụng một tín hiệu âm thanh kiểm tra cực ngắn (narrow audio spike) được truyền dẫn từ đầu cuối của một kênh thoại tới đầu cuối bên kia và đo khoảng thời gian này. Phương pháp đơn giản này tương đối nhạy cảm với tạp âm và suy hao do tín hi ệu kiểm tra thật có thể bị che bởi các tạp âm khác trên kênh truy ền hay bị suy hao quá nhiều dẫn tới không thể phát hiện ra. Thêm vào đó, do độ hẹp tương đối của tín hiệu kiểm tra khiến cho nó dễ bị ảnh hưởng xấu bởi tình trạng mất gói (bản thân một tín hiệu kiểm tra chỉ chiếm từ 1 tới 2 gói). Acoustic PING cần phải được hỗ trî từ các phương pháp khác để đảm bảo độ chính xác v à ổn định. 3.3.2.2. MLS tương quan chéo tiêu chuẩn hoá MLS sử dụng một tín hiệu đặc biệt được truyền qua một hệ thống cần đo kiểm. Sau đó bằng các kỹ thuật xử lý tín hiệu số, tín hiệu thu được cùng với tín hiệu ban đầu cùng được phân tích để xác định trễ từ đầu cuối đến đầu cuối. Phương pháp này được gọi là MLS tương quan chéo tiêu chuẩn hoá, sử dụng một tín hiệu đo kiểm với âm thanh rất giống với nhiễu trắng, trên thực tế nó có rất nhiều các đặc tính giống với nhiễu trắng. Tuy nhiên khác với nhiễu trắng, tạp âm MLS (dãy có chiều dài tối đa) là một mẫu tạp âm khả lặp và khả đoán tăng cường khả năng tính toán phân tích. Sử dụng phương pháp này, giá trị trễ tính toán thực ra là một tập con của thông tin thu được. Trễ tính toán theo phương pháp này chính xác hơn rất nhiều, đem lại kết quả với độ phân giải cao hơn và khả năng chịu tạp âm cao hơn so với các phương pháp âm thanh. 3.3.3 Đo kiểm tiếng vọng Trong đo kiểm tiếng vọng, đầu tiên cần phải xác định đặc tính của cường độ tiếng vọng và trễ tiếng vọng. Bên cạnh đó cũng cần phải xác định xem các bộ huỷ tiếng vọng giải quyết với tiếng vọng có tốt không. Cuối cùng, sẽ là rất hữu dụng nếu đánh giá được mức độ khó chịu m à tiếng vọng gây ra cho người dùng của hệ thống điện thoại. Các khía cạnh này sẽ lần lượt được làm rõ dưới đây: 3.3.3.1 Xác định đặc tính tiếng vọng Xác định đặc tính tiếng vọng hầu như luôn liên quan tới đo lường cường độ tiếng vọng v à trễ của tiếng vọng. Năng lượng mà m ột tiếng vọng bị suy hao tới tai người nghe thường được gọi là suy hao ti ếng vọng phản hồi ERL. ERL là một tham số rất quan trọng do rất nhiều các bộ triệt tiếng vọng không có khả năng làm vi ệc với các tiếng vọng chưa bị suy hao ở một mức độ nhất định nào đó. Bên cạnh đó trễ của t iếng vọng cũng phải nằm trong một khung thời gian nhất định để các bộ triệt tiếng vọng có thể xử lý tín hiệu một cách hiệu quả. ERL và trễ tiếng vọng là các tham số cần phải cân nhắc trong thiết kế mạng truy nhập và có một ảnh hưởng sâu sắc tới dạng và cấu hình của bộ huỷ tiếng vọng được sử dụng. Việc nắm vững các đặc tính tiếng vọng giúp đưa ra được một quyết định đúng đắn trong việc chọn bộ huỷ tiếng vọng hay thiết kế lại mạng truy nhập để giải quyết những vấn đề trễ đặc thù của mạng. 3.3.3.2 Sự khó chịu trong cảm nhận gây ra bởi tiếng vọng Tương tự như độ trung thực của âm thoại, ở đây yêu cầu những thuật toán đặc biệt để có được một kết quả đo khách quan, tin cậy và ổn định. ITU-T đã định nghĩa một số phương pháp đo lường những đặc tính của tiếng vọn g: G.165 là một thuật toán sử dụng nhiễu trắng, G.168 sử dụng những tín hiệu kiểm tra tần số thoại. Tuy nhiên những phương pháp này dường như thích hợp nhất cho đo kiểm tại phòng thí nghiệm và không phù hợp cho các bộ Codec tốc độ bít thấp, tại đó dạng sóng của tín hiệu thoại không phải luôn luôn được duy trì. Nhưng bằng việc sử dụng một thuật toán khách quan, dựa trên nhận thức như PSQM hay PAMS được miêu tả ở trên, chúng ta hoàn toàn có khả năng đánh giá được ảnh hưởng của tiếng vọng tác động l ên cảm nhận về chất lượng thoại trên cả môi trường phòng thí nghiệm cũng như trên các mạng VoIP đ ã được triển khai. 3.3.3.3 Các bộ huỷ tiếng vọng Ðể đánh giá được chất lượng hoạt động của một bộ huỷ tiếng vọng, nhân viên đo kiểm thường phải mô phỏng các hiện tượng của mạng truy nhập (trễ tiếng vọng, ERL và đáp ứng tần số) và qua đó xác định khả năng khắc phục và xử lý các hiện tượng này. Các tham s ố quan trọng khi đánh giá một bộ triệt tiếng vọng là: - Th ời gian hội tụ (Convergence time): thời gian cần thiết để một bộ triệt tiếng vọng thích ứng với mạng truy nhập nội hạt và thực hiện việc giảm tiếng vọng một cách thích đáng. - Ðộ sâu hủy bỏ (Cancellation depth): sự thu nhỏ cường độ tiếng vọng đạt được (đo lường theo db). - Double-talk Robustness: đo kiểm khả năng huỷ tiếng vọng dưới điều kiện cả hai đầu dây đồng thời nói. . nghiệm đo kiểm chất lượng thoại để đánh giá chất lượng của một bộ sản phẩm thiết bị điện thoại hay phần mềm dường như không phải l à một phương pháp hiệu quả. pháp đo kiểm tự nhiên dùng để xác định chất lượng thoại đó l à sử dụng một số lượng lớn người nghe đánh giá chất lượng thoại như là một phần của quá trình