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IP电话语音质量的测试(一)

1 IP电话网络语音质量的特殊问题

与普通电话网比较,IP电话网采用了语音压缩编码算法,将话音用数据包的形式在分组交换网上传递,因此其对传输线路的时空利用率都有大幅度的提高。但IP电话也遇到了传统电话不太关注的语音质量问题。事实上,目前IP电话的用户都会感觉到通话过程中随时会出现令人难以忍受的语音畸变和频繁的断话现象。引起语音质量恶化的原因主要是IP电话网延时、丢包(包括数据包丢失和数据包排序溢出)、沿切割和抖动,其中延时问题尤为明显。

IP电话网中,网关或路由器内部的语音编码器(Vocoders)对带内音频信号进行打包和重组。这些器件对确认接收和有效数据包接收的顺序进行纠错检查,一旦发现错误,将命令重发,而重发相关数据包则不可避免地造成传输上的延时。网关或路由器上的另一个重要组成部分——缓存器(Buffer)即为容纳这些延时的数据包而设置。一般地讲,缓存器的容量越大,数据包被损坏的机率就越小,但同时延时却会增大。这是一对矛盾,需要系统设计和管理者来综合平衡,选择非常好的的配置。图1示出了IP电话网络中延时的分布情况。

 

非常明显,在IP电话网中影响语音质量的因素是由其结构决定的特殊问题,而且各因素之间存在着此消彼长的制约关系。因此,根据电信网络服务质量(QoS)的要求,建立一套客观评估标准,并对IP电话网的语音服务质量进行定量分析和测量就摆在了从事这项工作的人们面前。 为了便于下文进行的关于测试方案的介绍,现就IP电话有关的术语解释如下。

(1) 回音抑制(Echo Cancellation Algorithm)

其定义由ITU-T建议G.168给出。回音抑制的功能是用相位补偿的方法抵消串入远端发送信号中的远端接收信号。其目标是消除延时超过45ms的回声,因为当回音超过45ms时,发话方就能够听到反射回来、滞后的自己的声音。

(2) 语音活动检测器(VAD,Voice Activation Detector)

该器件在信号电平低于某一特定的门限值时,将限制数据包的传输,此时其提供空闲(idle)或者“舒适噪音”(Comfort noise)以避免电话用户感到“断线”(dead air),VAD是当线路状态从空闲变成传递信号时产生“前沿切割”(“Leading edge clipping”)和当线路状态从传递信号变成空闲时产生“后沿拖尾”(“trailing edge clipping”)的根源。

(3) 语音编码器(Voice Coder - decoder,Vocder)

该器件应用一种对人类语音有特殊功效的压缩算法,将模拟语音转换成数字比特流。语音编码器工作时仅需<64kb/s的带宽。这种算法不仅适用于语音的压缩,在增加专门应用软件条件下,它亦可支持调制解调器和传真的应用。语音编码器是在IP电话网中上产生延时的一个重要因素。

(4) 语音压缩算法(Voice Compression Algorithm)

人类语音交流过程中,通常有50%的时间为静音(Silent)。为了节约带宽,就必须压缩静音。同时还要使用不同的算法来对普通电话呼叫中的人类语音及其中所含的诸如DTMF等特殊的控制音调转换的指令进行压缩打包,并将其送达接收端。 (5) 缓存器(Buffer)

缓存器用于管理信息,使其按顺序从点到点依次通过。在诸如网关这样的器件中,缓存器的功能是处理两个方向的信息流。即语音编码器与分组交换网之间的发送信息流和分组交换网与语音编码器之间的接收信息流。缓存器通常按需要来设置其容量,而缓存器的溢出和冗余均是导致丢包、延时和抖动的重要因素。

 

转载地址:http://www.voipchina.cn/technology/2004-10-19/38447.shtml

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