Hình 4 .2 Minh hoạ tính đối ngẫu giữa miền thời gian và miền tần số
Hình 4.4 Che dấu mất gói dựa trên kỹ thuật TSM
Trên hình 4.4(a) là trƣờng hợp lý tƣởng các gói đến tuần tự và dãn cách đều nhau, do đó đọc ra cũng theo tuần tự và tốc độ đọc đều nhau. Hình 4.4(b) là trƣờng hợp gói thứ tƣ đến trễ một khoảng thời gian một gói, khi đó kỹ thuật TSM đƣợc sử dụng để kéo dãn gói thứ 2 và thứ 3 để lấp vào khoảng trống đáng lẽ là thời gian dành cho gói thứ 4 với tỷ lệ kéo dãn là 150% và tiếp tục chờ gói thứ 4 đến. Gói thứ 4 đến trễ và đƣợc đọc ra trong khoảng thời gian đáng lẽ dành cho gói 5. Nhƣ vậy các gói tiếp theo thứ 5, 6... nếu vẫn giữ tốc độ đọc ra nhƣ ban đầu thì sẽ dẫn tới trễ một loạt các gói tiếp sau đó, và trễ sẽ tích luỹ và tiếp tục tăng nếu một gói nào đó lại đến trễ. Kỹ thuật TSM sẽ giải quyết vấn đề này bằng cách nén (về mặt thời gian) gói 5 và gói 6 với tỷ lệ 50%, nhƣ vậy cả gói 5 và gói 6 sẽ đƣợc đọc ra trong khoảng thời gian mà đúng ra dành cho gói 6. Đến gói thứ 7 ta thấy lại đọc ra với tốc độ bình thƣờng. Cuối cùng, hình 4.4(c) trƣờng hợp xấu nhất khi gói thứ 4 là mất hẳn (có thể không bao giờ đến hay đến quá trễ so với thời hạn cho phép) thì kỹ thuật TSM sẽ giải quyết thay thế gói
2 3 4 6 7 1 5 Đọc ra lý tƣởng Gói thứ tƣ bị mất 2 3 4 7 1 5 6 6 7 1 2 3 5 Gói thứ tƣ đến trễ t (a) (b) (c)
mất bằng cách nội suy dựa trên tham số của gói thứ 5 để tái tạo lại dạng sóng gói thứ 4 với khả năng giống nhất có thể.
Kỹ thuật TSM mô tả nhƣ hình trên cho thấy tốc độ thoại chỉ thay đổi từ gói 2 đến gói 6, trong đó gói thứ 2 và thứ 3 đƣợc đọc ra chậm gấp rƣỡi tốc độ chuẩn (tốc độ khi nói) và gói thứ 5, thứ 6 đọc ra với tốc độ nhanh gấp đôi tốc độ chuẩn. Ví dụ nếu nhƣ 7 gói chứa nội dung một câu nói (giả sử tốc độ nói các từ trong câu là đều) thì khi phát lại, trong câu đó ta sẽ nghe thấy có từ nói nhanh từ nói chậm. Điều này thì ngƣời nghe khó mà cảm nhận đƣợc đó là do ngƣời nói hay do hệ thống gây nên.
4.3 CƠ CHẾ ĐỆM VÀ CHƢƠNG TRÌNH ĐỌC RA
4.3.1 Vai trò của bộ đệm và phương pháp giải quyết biến động trễ
Trong mạng "best effort" nhƣ mạng Internet, các gói thoại hay audio có thể đến trễ hoặc thậm trí mất do không đến đƣợc đích vì lý do nào đó. Ở đầu phát, các gói thoại/audio đƣợc tạo ra trong những khoảng thời gian đều nhau và đƣợc gửi quan mạng IP đến đầu thu. Các gói có thể đi theo nhiều đƣờng để đến đích và thời gian đến phụ thuộc vào trạng thái và khoảng cách đƣờng, do đó trễ mạng của các gói khác nhau là điều dễ hiểu, nó đƣợc hiểu là biến động trễ (jitter). Các phƣơng pháp để giảm biến động trễ có thể chia làm ba phƣơng pháp nhƣ sau:
Phƣơng pháp thực hiện phía phát: Phía phát sẽ lựa chọn chế độ mã hoá và điều chỉnh tốc độ bít theo trạng thái mạng hiện thời. Tổng trễ đầu cuối, biến động trễ và tỷ lệ mất gói đo bằng mức độ nghẽn của mạng.
Phƣơng pháp thực hiện trên cơ sở mạng: Tài nguyên đƣợc cấp phát ở các nút mạng để đảm bảo chất lƣợng dịch vụ yêu cầu. Nhƣ vậy, các nút mạng có cơ chế nhận biết sự ƣu tiên của các gói nhƣ thoại hay video.
Phƣơng pháp thực hiện phía thu: Các gói đƣợc đệm trong một khoảng thời gian ngắn trong bộ đệm trƣớc khi đƣợc đọc ra. Các gói đến sau thời hạn đọc ra coi nhƣ bị mất. Bằng cách tăng trễ bộ đệm thì số gói bị mất sẽ giảm nhƣng lại làm tăng trễ đầu cuối - đầu cuối. Do đó cần có sự cân nhắc giữa tỷ lệ mất gói và trễ gói đầu cuối - đầu cuối trung bình.
Trong ba phƣơng pháp này thì phƣơng pháp thứ nhất thực hiện phía phát yêu cầu thay đổi cấu trúc của cả bộ mã hoá và giải mã. Phƣơng pháp thức hai yêu cầu phải thay đổi cấu trúc cơ sở hạ tầng mạng. Phƣơng pháp thứ ba thực hiện ở phía thu là có vẻ hấp dẫn khi chúng chỉ yêu cầu thêm bộ đệm đọc ra ở đầu thu mà có thể giải quyết vấn đề khá hiệu quả.
Trong hình 4.5 mô tả hai trƣờng hợp không có bộ đệm và có bộ đệm. Trƣờng hợp không có bộ đệm, các gói đƣợc đọc ra ngay khi nhận đƣợc. Hình 4.5(a) cho thấy khi gói đầu tiên đến nó sẽ đƣợc thiết lập thời gian đọc ra, các gói tiếp theo sẽ đƣợc đọc ra theo một chu kỳ trễ liên quan với gói đầu tiên. Tuy nhiên, những gói trải qua trễ mạng lớn sẽ đến quá muộn. Trong trƣờng hợp này, tỷ lệ đáng kể các gói bị mất và chất lƣợng thoại là rất thấp khó chấp nhận. Bộ đệm các gói với chu kỳ ngắn trên hình 4.5(b) đảm bảo rằng sẽ có ít gói bị mất hơn.