1 if gói i nhận được 2 if gói i - 1 nhận được 3 if gói i - 2 nhận được
4 Đọc ra gói i - 1 với chiều dài Li-1;
5 else
6 Dãn gói i - 1 với chiều dài xác định là 1.3L0;
Tóm tắt chương
Trong chƣơng này, trình bày kỹ thuật co dãn theo thời gian sử dụng thuật toán đọc ra thích nghi và thuật toán WSOLA để thực hiện việc khôi phục, hay cụ thể hơn là che dấu các gói bị mất và thuật toán đọc ra thích nghi hạn chế đến mức tối đa mất gói khi truyền thoại qua mạng IP. Vì phƣơng pháp đề xuất chỉ thực hiện ở đầu thu. Không yêu cầu chức năng hỗ trợ gì từ phía mạng hoặc bộ phát nên có khả năng áp dụng cao. Cơ chế ƣớc lƣợng trễ mạng dựa trên thuật toán ƣớc lƣợng sử dụng lọc thích nghi NLMS thích nghi tốt với biến động nhanh của trễ mạng và đặc biệt trễ đỉnh. Thuật toán đọc ra thích nghi sẽ dự đoán (ƣớc lƣợng) trễ mạng để tính toán thời gian đọc ra cho từng gói. Mỗi gói sẽ có thời gian đọc ra phụ thuộc vào trễ mạng của w gói trƣớc đó với w là độ rộng của cửa sổ. w lớn có độ chính xác cao hơn nhƣng phải tính toán nhiều và sẽ thích nghi chậm hơn trong trƣờng hợp trễ đỉnh. Trong luận văn này sử dụng cửa sổ w bằng 30[5].
Do thời gian đọc từng gói ra không theo chu kỳ nhƣ khi phát nên phải sử dụng kỹ thuật TSM để co dãn gói đọc ra (nghĩa là chiều dài gói lớn hoặc nhỏ hơn chiều dài đoạn thoại đóng gói), thuật toán WSOLA đƣợc cải tiến áp dụng để thực hiện co dãn cho từng gói mà vẫn đảm bảo chất lƣợng âm thanh, không tăng thêm trễ và không gây gián đoạn ở điểm tiếp giáp giữa các gói nhờ sử dụng tìm kiếm bằng tƣơng quan chéo. WSOLA cũng đƣợc áp dụng cho trƣờng hợp cần kéo dãn các gói để che dấu cho vị trí gói bị mất và kết hợp sử dụng kỹ thuật lặp sóng đồng dạng trong trƣờng hợp mất cụm xảy ra nhƣ trong hình 4.10 bằng thuật toán che dấu mất gói.
Tỷ lệ co dãn đƣợc xác định với chiều dài gói 0,5L0, 0,7L0, 1,3 L0, 2L0 hoặc giữ nguyên chiều dài gói (L0). Các kết quả nghiên cứu cho thấy tỷ lệ co dãn trên vẫn đảm bảo chất lƣợng tốt. Kỹ thuật che dấu trên giảm đƣợc đáng kể tỷ lệ mất gói nhƣ một số kết quả cho thấy trong chƣơng 5.
CHƢƠNG 5: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ
5.1 PHƢƠNG PHÁP THỰC HIỆN VÀ ĐÁNH GIÁ
Trong chƣơng này sẽ mô phỏng trễ mạng của các gói, trễ ƣớc lƣợng tính toán đƣợc bằng thuật toán ƣớc lƣợng trễ. Chƣơng trình cũng mô phỏng và so sánh trễ bộ đệm và tỷ lệ mất gói trong trƣờng hợp sử dụng cơ chế đọc ra cố định và đọc ra thích nghi trong từng "talkspurt".
Phương pháp thực hiện mô phỏng:
Sử dụng matlab làm công cụ mô phỏng
Dữ liệu về trễ gói đƣợc thu thập trực tiếp từ thực tế mạng Internet. Do việc xác định thời gian trễ gói một chiều trên mạng yêu cầu phải có hai máy đặt ở hai địa điểm khác nhau và có sử dụng giao thức đồng bộ mạng (NTP), điều này gặp nhiều khó khăn. Do đó, trong luận văn này đã sử dụng một chƣơng trình đƣợc viết bằng C gọi là "ping20ms.exe". Chƣơng trình này sẽ gửi đi các gói ICMP theo chu kỳ 20 ms (tƣơng tự nhƣ chu kỳ của các gói thoại IP) đến một máy chủ, máy chủ nhận đƣợc bản tin ICMP sẽ gửi trả lại phía phát và chƣơng trình sẽ tính thời gian từ khi gửi đi đế n khi nhận đƣợc gói, đó là trễ mạng và đƣợc lƣu vào trong file.
Để kết qủa đƣợc tin cậy, sẽ thực hiện gửi mỗi phiên là 10000 gói tƣơng ứng với khoảng thời gian là 200 giây (cỡ bằng thời gian một cuộc gọi
Thuật toán đọc ra được đánh giá sử dụng các tiêu chuẩn sau:
Trễ đọc ra trung bình: Trễ đọc ra đầu cuối - đầu cuối đƣợc tính toán cho từng gói và sau đó tính trung bình trong cả cuộc gọi.
Tỷ lệ mất gói (PLR): Tỷ lệ mất gói do đến trễ đƣợc tính toán. Gói đƣợc xem là mất nếu nó không bao giờ đến đích hoặc đến sau thời hạn đọc ra tính toán.
Tỷ lệ co dãn gói: Phần trăm gói cần phải co dãn (gói nén hoặc kéo dãn) bởi bộ thu. Gói hiện thời sẽ dãn nếu gói tiếp theo đƣợc dự đoán đến trễ. Tƣơng tự, gói sẽ đƣợc nén nếu bộ đệm đọc ra trở lên quá lớn và các gói tiếp theo đã đến rồi.
Để đánh giá thuật toán đọc ra thích nghi thì cần phải đo và thu thập trễ mạng đầu cuối - đầu cuối, thuật toán sẽ ƣớc lƣợng trễ đầu cuối - đầu cuối Dicủa gói thứ i, từ đó tính toán thời gian đọc ra và so sánh với trễ thực tế của các gói. Nếu trễ thực tế lớn hơn trễ ƣớc lƣợng thì gói xem nhƣ bị mất. Sau đó sẽ tính trễ trung bình và tỷ lệ gói bị mất.
Thuật toán đọc ra thích nghi đƣợc đánh giá kết hợp với thuật toán WSOLA. Gói thoại đƣợc dãn hay nén sử dụng kỹ thuật co dãn động theo thời gian khi đó gói i hoàn thành đọc ra vào thời điểm gói i+1 vừa đến để đọc. Chất lƣợng sẽ đƣợc đánh giá qua trễ mạng trung bình, tỷ lệ mất gói, trễ bộ đệm và tỷ lệ phần trăm các gói co dãn.
5.2 KẾT QUẢ THU THẬP TRỄ MẠNG VÀ TÍNH TOÁN
Chƣơng trình ping20ms.exe chạy trên một máy tính đặt tại Hà Nội và ping tới 4 máy ở các địa điểm và thời gian khác nhau. Cụ thể thực hiện 4 phiên thông tin nhƣ bẳng 5.1 dƣới đây.