автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.13, диссертация на тему:Исследования и разработка эффективного метода оценки и способа повышения качества передачи речевой информации по сети мобильной связи Палестинского региона

На правах^укописи

Махмуд Елбхаиси

Исследования и разработка эффективного метода оценки и способа повышения качества передачи речевой информации по сети мобильной связи Палестинского региона

Специальность 05.12.13 - Системы, сети и устройства телекоммуникаций

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2014

I 5 /.,..; ¿и

005557187

005557187

Работа выполнена на кафедрах многоканальной электросвязи и телевидения и звукового вещания Федерального государственного образовательного бюджетного учреждения высшего профессионального образования Московского технического университета связи и информатики (ФГОБУ ВПО МТУСИ).

Кандидат технических наук, профессор Попов

Олег Борисович, профессор кафедры ТиЗв'

МТУСИ.

доктор технических наук, профессор Волков Анатолий Алексеевич д.т.н., профессор кафедры Радиотехники и электросвязи Московского Государственного Университета путей сообщения (МИИТ)

кандидат технических наук, доцент Кунегин Сергей Владимирович, начальник отдела управления качеством ОАО «МГТС» Федеральное государственное унитарное предприятие научно-исследовательский институт радио (ФГУП НИИР)

Защита состоите заседании диссертационного

совета Д.219.001.03 на базе Московского технического университета связи и информатики по адресу: 111024, Москва, ул. Авиамоторная, д. 8а, ауд. А-448.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МТУСИ.

Автореферат разослан ___201Ч г

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность темы. Исследования и практические разработки в области повышения качества передачи речевого сигнала (РС) ведутся с момента возникновения телефонии как отрасли связи. Особенно остро встают эти проблемы при передаче РС в ограниченной структуре сети мобильной связи Палестинского региона. Особенностью сети является ее организация на базе трактов отечественных и многочисленных зарубежных операторов, что приводит к многократному перекодированию РС с потерей его качества. Каналы систем подвижной радиосвязи (СПРС) имеют различную структуру, что приводит к значительному снижению качества передачи РС от соединения к соединению. Постоянно возрастающие требования к качеству передачи РС по современным адаптивным каналам СПРС приводят к необходимости совершенствования как способов обработки РС так и методов оценки качества передачи.

При оценке качества передачи РС необходимо переходить от субъективных к объективным методам контроля, учитывая при этом своеобразие стандартов сетей связи 2-го и 3-го поколений, а также учитывая перспективу их развития. Особенно сложно осуществить такой контроль в каналах с устранением избыточности и не сохраняющих форму сигнала.

В данной работе осуществлена попытка комплексного подхода к повышению эффективности уже существующих каналов СПРС и созданию объективного метода контроля качества передачи РС по современным адаптивным каналам без вывода их из эксплуатации.

Цель и основные задачи работьи Целью работы является разработка способов повышения качества передачи РС по современным адаптивным каналам и трактам СПРС на основе объективной оценки качества реального информационного сигнала, коррелированной с субъективной оценкой качества и без вывода канала из эксплуатации.

Методы исследования. В диссертационной работе использовались методы математической статистики, теории информации и теории случайных процессов. Все эксперименты выполнены с использованием современной вычислительной техники и программного обеспечения, созданного научной группой кафедр Многоканальной электросвязи (МЭС) и Телевидения и Звукового вещания (ТиЗВ) с участием автора.

Научная новизна настоящей работы заключается в следующем:

1. Предложен способ автоматизированного формирования оценки качества передачи PC по каналу мобильной связи, по результатам измерений громкости, разборчивости и натуральности с учетом особенностей передачи арабской речи.

2. Разработан способ формирования объективной оценки качества передачи PC по изменению интегральных распределений его энергетических, спектральных параметров, параметров формы аналитической огибающей. Установлена количественная связь между изменением медианных значений относительной средней мощности (ОСМ) PC и усредненной субъективной оценкой по шкале MOS ( Mean Opinion Score).

3. Исследовано изменение ОСМ PC в KMC с различными скоростями передачи и накопление искажений ОСМ при многократном переприеме с изменением формата. Показано, что уже при трех переприемах качество передачи может снижаться на 1,5 балла по шкале MOS.

4. Разработан алгоритм предварительной и восстановительной коррекции аналитической огибающей PC, обеспечивающий повышение оценки качества передачи на 1,2 балла по шкале MOS за счет увеличения относительной средней мощности речевого сигнала.

5. Разработаны рекомендации по совершенствованию составных каналов мобильной связи, способствующие повышению качества передачи PC.

Личный вклад автора. Основные результаты, приведенные в диссертации, включая версию программного обеспечения для оценки качества пере-

дачи РС и его предварительной и восстановительной коррекции, получены автором самостоятельно.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

- разработан алгоритм и программное обеспечение для автоматизированного формирования оценки качества передачи РС по каналу мобильной связи, с учетом громкости, разборчивости и натуральности арабской речи;

- разработан алгоритм и функциональная схема устройства оценки качества передачи РС по КМС. Подготовлены рекомендации по воздействию на параметры обработки РС, обеспечивающие повышение интегрального коэффициента качества его передачи по КМС;

- разработано и внедрено программное обеспечение, позволяющее формировать оценку качества передачи РС по изменению интегральных распределений его энергетических и спектральных параметров, параметров формы аналитической огибающей без вывода канала из эксплуатации;

- разработано и внедрено программное обеспечение реализации разработанного алгоритма предварительной и восстановительной коррекции РС в КМС;

- произведены практические измерения качества передачи сигнала по каналам КМС, подтвердившие эффективность разработанного алгоритма предварительной и восстановительной коррекции и методов оценки качества передачи РС по реальному сигналу.

Внедрение результатов работы

Предмет внедрения Область внедрения

Программа оценки изменений РС адаптивных каналах передачи ОАО «Вымпелком»

Программа предварительной и восстановительной коррекции речевого сигнала Научно-технический центр информационных технологий и систем (НТЦ "ИНТЕС")

Программы адаптивной обработки речевого сигнала и оценки качества его передачи Учебный процесс кафедры ТиЗВ МТУ СИ

Апробация результатов работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на отраслевой научно-технической конференции "Технология информационного общества", посвященной 90-летию МТУСИ 09-10 февраля 2011 г., г.Москва; на Международном форуме информатизации (МФИ-2010); на Международной научно-технической конференции «1ЫТЕЬМАТ1С-2012»; на конференции «Телекоммуникационные и вычислительные системы» в рамках Международного форума информатизации (МФИ-2012) ».

Публикации. Материалы диссертационной работы опубликованы в 10 печатных изданиях, в том числе пять работ - в рецензируемых журналах, входящих в перечень ВАК.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложения. Работа изложена на 121 странице. Список литературы включает 64 наименования. Основные положения, представленные к защите:

1. Для объективной оценки качества передачи РС по каналу мобильной связи (КМС) необходимо учитывать соотношение всех показателей качества (громкости, разборчивости, натуральности), что позволяет автоматически контролировать и оценивать качество передачи РС в каналах с сохранением формы сигнала.

2. Разработанный алгоритм и функциональная схема устройства оценки качества передачи РС по КМС позволяют контролировать качество передачи без вывода канала из эксплуатации. Сформированные рекомендации по обработке РС способствуют повышению интегрального коэффициента качества сигнала при его передаче по КМС.

3. Формирование оценки качества передачи РС по изменению интегральных распределений его энергетических, спектральных параметров и параметров формы аналитической огибающей позволяет контролировать КМС, не сохраняющие форму РС.

4. Оценка качества PC в современном, адаптивном КМС на основе медианных значений относительной средней мощности PC позволяет связывать такую оценку с оценкой по шкале MOS.

5. Уменьшение относительной средней мощности (ОСМ) PC в КМС при его многократном перекодировании и компактном представлении приводит к снижению качества передачи PC до 1,5 балла по шкале MOS.

6. Предварительная и восстановительная коррекция аналитической огибающей PC в КМС позволяет восстановить его измененную в канале ОСМ и повысить оценку качества передачи PC на 1,2 балла по шкале MOS.

7. Предложенные методы оценки качества передачи PC, алгоритм его предварительной и восстановительной коррекции и рекомендации но совершенствованию составных КМС Палестинского региона способствуют повышению качества передачи PC.

Краткое содержание работы.

Во введении обоснована актуальность темы и сформулированы цели, задачи работы, перечислены основные научные результаты диссертации, определена их практическая ценность и области применения, приведены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе рассмотрены основные категории качества СПРС Палестины, особенность структуры сети, языковые особенности. На рис.1, представлена структурная схема типового многозвенного канала СПРС. В многозвенном канале СПРС Палестины сигнал проходит участки, принадлежащие операторам нескольких стран. На рис. 2 показан исходный сигнал и сигнал ошибки после компактного представления. В этом случае становятся неэффективными объективные методы измерений, в которых контролируется изменение формы гармонических колебаний звуковых частот.

Современные аналоговые и цифровые каналы не сохраняют формы речевого сигнала (PC), но обеспечивают субъективно высокое качество передачи.

[ №я=р j 1 [ Дзсгер

1 \СНР 1 1 \СКР

дам

ксдар джщ?

REE-ШР ree-DIP

О 1 7>£снэн1ска

и s я Ж

£&НЭКГ мйпыкй ОЭШ MMES

Даадр дам

L» Жжешгка 1

я PSC ГШ

1 га

PÖDH2HT NC6ЛЫКЙ

сеш Ш4

Рис. 1. Структурная схема канала СПРС

...

Рис. 2. Исходный сигнал и сигнал ошибки при компактном представлении РС.

Психоакустические оценки качества РС, использующие алгоритм слухового восприятия человека, неточны. Это связано с используемой моделью восприятия, неадекватной при восприятии реального РС и низкой точностью спектрального анализа, несоизмеримой с возможностями слухового анализатора человека. Субъективно-статистические испытания остаются единственным, весьма трудоемким, методом оценки качества передачи по современным адаптивным каналам. Проанализированы особенности оценки качества передачи речевой информации по каналам мобильной связи. Дано описание структуры речевых сигналов арабского языка. Приведена классификация помех и искажений, присутствующих в каналах мобильной связи. Рассмотрены концепции качества услуг с учетом характеристик сети мобильной связи. Перечислены показатели качества услуг подвижной связи. Описаны существующие методы проведения испытаний качества услуг, в том числе: опрос клиентов; анализ обращений клиентов, анализ

статистических данных. Приведён пример комплектации контрольно-измерительной аппаратуры для проведения соответствующих испытаний. Показана недостаточность существующих методов оценки и необходимость разработки объективных методов оценки качества передачи в современных каналах СПРС.

Во второй главе осуществлена разработка интегральных методов оценки качества передачи речевой информации по KMC.

При планировании современных сетей МСЭ-Т рекомендует основываться на Е-модели (рекомендация G.107). Е-модель учитывает уровень речевого сигнала, амплитудно-частотные искажения, задержку передачи, задержку и ослабление эхо-сигнала, уровень шума и нелинейные искажения. Модель вводит такой параметр, как рейтинг (качества) передачи (transmission ratings - R). Основное уравнение данной модели выглядит следующим образом:

R = RQ-Is-Id-Ie+A (1)

где: Ro - отношение сигнал/шум; Is - степень ухудшения тракта, связанная с искажениями типа перегрузки, шумом квантования и др.; Id - ухудшение тракта, связанное с задержкой распространения радиосигнала; 1е - снижение качества речи, связанное с включенными в тракт устройствами обработки речи (может варьироваться в достаточно значительных пределах, в зависимости от типа кодека); А - коэффициент ожидания, определяемый эмоциональным настроем пользователя, который подсознательно предъявляет к качеству связи разные требования в зависимости от условий ведения разговора и его доступности.

Осуществлена разработка алгоритмов объективной оценки качества передачи PC с целью создания устройства контроля качества передачи речи и его имитационной модели.

Обобщённый критерий эффективности (Ко6о6щ.) включает:

Кобобщ- = С^Ккач- + ЯгКслож- + «зКф>11к. (2)

где: Кки. - критерий оценки качества передачи речи; Кою* - сложность технической реализации метода оценки качества передачи речи; Кфун1[. -универсальность функционирования рассматриваемого метода.

На основании экспертных оценок принято, что 0С1=0,5, а2=0,2, а3=0,3.

Проведено исследование разработанного объективного метода оценки качества передачи РС по каналам мобильной связи Палестинского региона на базе имитационной модели, включающей модель слухового анализатора человека. Работоспособность алгоритма оценивается возможностью распознавания РС на фоне отражённых сигналов и других видов помех с измерением с заданной степенью достоверности энергетических характеристик каждой из этих помех на фоне мешающего воздействия остальных помех.

На рис. 3. представлена структурная схема алгоритма программной реализации предлагаемого способа объективной оценки качества передачи РС по каналам мобильной связи.

Анализ результатов имитационного моделирования показывает, что расхождение величин от значений Ррс> А,„ Амщ_ Рош

А „щ.Пом«., незначительно, что позволяет рекомендовать разработанный метод объективной оценки качества передачи РС к практическому применению. Для оценки работоспособности метода разработаны условия проведения экспериментов, представленные в табл. 1. В результате имитационного моделирования были получены графики зависимости Кш^. от различных значений: Ррс - уровня информационного сигнала (отсутствие любого вида помех); Аэ - затухание на пути сигнала электрического эха; Азащ.- помехозащищённость от помехи «гладкого шума»; Рош. - вероятность ошибки цифрового тракта передачи; Азащ.поМех. - помехозащищённость от суммарного воздействия помех.

В таблице 2 приведена зависимость Кка,. овв6щ. (в баллах) от уровня речевого сигнала (Ррс), передаваемого по каналу мобильной связи, при условии отсутствия любого вида помех.

с

Определение уровня мощности сигнала, Р_

Определение уровня мощности шум», Рш

Вычисление защищенности сигнала,

Измерение коэффициента корреляции Я|2

Ж

+

к-»-4

да

*

К«ВИ1 = 3

да

*

Да

I *-»='

Рис. 3. Схема алгоритма программной реализации способа объективной оценки качества передачи РС по каналам мобильной связи.

Исходные данные Номер варианта

1 2 2

1. Соотношение сигнал/шум (Кс;ш) в дБ. 36,7 22,7 10,6

2. Километрическое затухание Аб. тракта в дБ/км. 0,6 0,8 1,2

3. Длина Аб. тракта в км 0,5 2,0 3,5

4. Затухание отражения в дБ 10 15 20

Таблица 2.

Ррс. (дБ) -55 -50 -45 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5

К кач. бобщ. (балл) жен. 0 0,65 1.25 1,75 2,20 2,45 2,75 2,95 3,20 3,35 -

К кач. бобщ. (балл) муж 0 0 0,7 1,35 1,8 2,25 2,60 2,85 3,20 3,45 3,70

На рис. 4, приведена зависимость Ккач.0б0бмц. (в баллах) от уровня речевого сигнала Рро. (в дБ).

Рис. 4. Зависимость К*,,. обо6щ. (в баллах) от уровня РС (в дБ) мужского (серый) и женского (черный ) РС.

Приведенная методика эффективна на участках канала СПРС, сохраняющих форму сигнала. Для оценки качества передачи РС в адаптивных каналах, использован способ оценки качества передачи по изменению статистических распределений параметров РС: энергетических - по относительной средней мощности (ОСМ); параметров формы аналитической огибающей сигнала (ФОС); спектральных и кепстральных (МАС).

ОСМс определяется как отношение мощности сигнала на интервале анализа (200 мс) к мощности синусоиды с амплитудой, равной максимальному мгновенному значению сигнала, на интервале анализа, или значению, номинальному для канала, ОСМк. Алгоритм оценки включает:

• сегментацию сигнала на интервалы требуемой длительности Т;

• вычисления на каждом из интервалов ОСМ;

• разбиение значений интегрального ОСМ (ИОСМ) на N интервалов;

• подсчет статистических частот ИОСМ в каждом из N интервалов;

• расчет оценок математического ожидания, СКО и медианы.

Интегральное отклонение статистических характеристик ИОСМ исходного и искаженного сигналов (рис. 5а,б) позволяет прогнозировать оценку качества передачи абонентом.

Рис.5а. Распределение ОСМк исходного Рис.5б. Распределение ОСМк исходного PC (черн.) и переданного по каналу со PC и переданного по каналу do скоро-скоростью передачи 8 кбит/с (серый). стыо передачи 4,8 кбит/с.

Формирование оценок параметров формы, спектра и кепстра, производятся аналогично. На рис. 6. приведены результаты сопоставления оценок ОСМк PC и качества передачи по шкале MOS, подтверждающие возможность прогнозирования качества передачи по медианному значению ОСМк.

В третьей главе проведено исследование деградации PC в многозвенной сети Палестинского региона. В реальной сети сигнал обрабатывается последовательно несколькими, кодеками, например при разговоре двух абонентов мобильных сетей DAMPS и GSM, при прохождении сигнала через региональную АТС, V-CELP, АДИКМ, RPE-LTP. Рассмотрены изменения

ОСМк и дОСМк в комбинации из трех кодеков со скоростями 4,8 кбит/с, 32 кбит/с и 13 кбит/с, рис. 7а,б. Результаты оценки ОСМк для различных сочетаний кодеков приведены в таблице 3.

исходный 32 kbitfs 16 kbt/s 13 kbft/s 12kbitfc 8kb1/s 4,8kbit/s речевой сигнал

• Оценка по икапе MOS ~Медианное зючеще ОСМк первого хенсхого речевого сигнгпа Медианное значеже ОСМ к второго ленского речевого сигнала ЧВ"- Мздиааннсе зачение ОСМк третьего ленского речевого сигнгла Медианте згечеиие ОСМк четвертого женского речевого сипела

Рис. 6. Сопоставление оценок по шкале MOS и медианного значений ОСМк.

Исследование ОСМ для PC, прошедшего обработку несколькими кодеками показало, что качество определяется самым низкоскоростым кодеком. По результатам оценки качества передачи речевой информации подготовлены предложения по усовершенствованию параметров мобильных телефонных аппаратов (ТАМС), для: устранения токов электрического эха (отражённых сигналов) использовать эхокомпенсаторы, либо комбинированные эхоподавители, повышения помехозащищённости применять ком-пандерные устройства (система компрессор-расширитель); снижения влияния помех переходного разговора использовать инвентирующие устройства (система инвертор-вычитатель); управления всеми вновь подключаемыми устройствами применять разработанное устройство контроля качества передачи речевой информации (УК) с возможностью постоянного обновления программного обеспечения.

Рис. 7а. Распределения ОСМк РС до (черн.) и Рис. 76. Распределения дОСМк РС до и после после (серый)трех кодеков (4,8-32—13 кбит/с). трех кодеков (4,8-32—13 кбит/с).

Таблица 3.

Комбинации кодеков Канальная ОСМ

Среднее значение Значение СКО Медианное значение Интегральное отклонение

Исходный РС 0,14 0,0966 0,132 0

4,8-32-13 0,117 0,0513 0,111 0,355

12-16-13 0,129 0,0574 0,125 0,155

13-4,8-16 0,119 0,0551 0,111 0,324

8-13-4,8 0,12 0,0563 0,112 0,314

4,8 -13 - 8 0,115 0,0559 0,11 0,298

Затраты на реализацию предложений не должны превышать 10% от стоимости существующих или вновь разрабатываемых ТАМС. Комплексное решение перечисленных проблем возможно путем коррекции РС.

В четвертой главе проведена разработка алгоритма предварительной и восстановительной коррекции РС, позволяющего восстановить параметры сигнала, определяющие оценку качества передачи абонентом. Коррекция производится путем обработки аналитической огибающей РС полученной с

!

помощью БПФ:

1 2 шк 2 тк ...

I --узш-—) (3)

| " /1=0 Я »

где Х(к) - частотный коэффициент; N - длина выборки; п - текущий номер, Х(п) - отсчёт исходной дискретной последовательности; к - номер коэффициента.

1 )

Изменение знака перед мнимой частью при ОБПФ позволяет синтезировать ортогональный сигнал:

Х(поП) = £ ЛГ (*) (соз—-— 3 вт ——) п,о N N

(4)

Теперь РС может быть представлен произведением двух функций - огибающей и косинуса фазы:

г(/)= Л(/)-соз<КО (3)

где А(0=л/22(0+2 (/), = (5),(6)

¿(г)

Свести ошибку формирования ортогонального сигнала до 10"5 позволяет использование оконной функции Наттолла с минимальным уровнем боковых лепестков, рис 8:

И' (Н)= (7л " <![ • СОБ

2-тт-Ц]

,'4тГ7/1 ¡б-тг-п

со8| ——— сов

N-11 ' \N-lj > \N~lf' ы0=О.3557б8. = 0.487396, «,=0.144232, «3 = 0.012604

10 20 30 40

Число отсчетов

-0,5 0,0 о,5

Доли частоты отсчетов

Рис. 8. Окно Наттолла и его частотная характеристика.

Структурная схема разработанного алгоритма обработки речевого сигнала представленная на рис. 9, содержит блоки: 1 - ввода сигнала (из аналого-цифрового преобразователя); 2 - подсчета параметров сигнала; 3 - разделения сигнала на низко- и высокочастотную составляющие и формирования ортогонального сигнала; 4 - выделения огибающей и косинуса мгновенной фазы сигнала (для ВЧ и НЧ составляющих), 5 - регулирования коэффициента передачи огибающей (для ВЧ и НЧ составляющих); 6 - восстановления сигнала по огибающей и косинусу мгновенной фазы сигнала (для ВЧ и НЧ составляющих), 7 - восстановления сигнала из ВЧ и НЧ составляющих; В - вы-

ходного фильтра; 9 - абсолютного ограничения; 10 - вывода сигнала (в цифро-аналоговый преобразователь, цифровой канал или файла); 11 - формирования сигнала управления.

Рис. 9. Структура алгоритма обработки PC.

Коэффициент регулирования можно представить как произведение Kt = Км ■ Ks. KAi вычисляется по модифицированной ^-характеристике:

К

at >0

, где а, - отсчеты

0(Г+(1-г)гЛ| exi

пропущенной через фильтр нижних частот огибающей сигнала, г- коэффициент, определяющий величину линейного участка г = ехЬ0 - номинальное значение амплитуды сигнала, соответствующее нулевому уровню, с - константа, значения Ц/ определяются рекуррентным выражением

(м,)

А = +-—, и -количество отсчетов на интервале интерполяции, к

номер текущей выборки,

М,

+ \тк - т,^ [р'\ - р'"трог)+-±- (р°«к _ р-

з П з

- рт„^\ т„<

тк >т,К

«, Iм* -1!

где ть рк - максимальное значение и пик-фактор сигнала на выборке, тпорог, Рпорог ~ их пороговые значения, п, - коэффициенты, определяющие скорость изменения параметров. Умножение исходного сигнала на коэффициент Км обеспечивает выравнивание ОСМ сигнала в соответствии с заданным значением рпораг. Общий вид характеристики регулирования времени приведен на рис. 10. Л

вы.К

Рис. 10. Характеристика регулирования

Цифрой «1 » обозначена обычная /у -характеристика, цифрой «2» - модифицированная введением начального линейного участка. Для того чтобы гарантировать отсутствие превышения уровня +1 дБ, введен дополнительный коэффициент К,. В случае необходимости обеспечения высоких значений ОСМ РС, К, задается, как характеристика амплитудного ограничителя.

где Ьдо„ - максимально до-

, тах{.у,}, >1Д„„

= ЬА + л Ьк = ■! тах{$, }к

[ 1, тах{л, <ЬДоп

пустимое значение отсчета сигнала, п - количество отчетов на выборке, к номер выборки, /?, - отсчеты самокомпенсирующейся оконной функции.

Эффект повышения средней мощности сигнала достигается за счет трансформации аналитической огибающей PC с помощью сформированной амплитудной характеристики. Высокая скорость регулирования позволяет обрабатывать каждый звуковой объект отдельно, без искажения фаз атаки и поддержки. На рис. 11. приведены осциллограммы PC, на входе и выходе разработанного ПВК и инерционного АРУР.

Эффективность разработанных методов рассмотрена в главе 5. Использованы пакеты программ COOL Edit, AudioLab, NewEstim. Исследовались каналы с кодеками CELP и скоростями 16, 8 и 4.8 кбит/с. На рис. 12, приведены экспертные оценки изменения качества сигнала по шкале MOS.

; Сигналы придыхания диктора )

HftHWtmm

Рис. 11. Осциллограммы РС а) - входной РС; б) - РС после регулирования разработанным методом; в) - РС после обработки классическим регулятором уровня

Наиболее точно изменение субъективных оценок отображается интегральным амплитудным отклонением распределения оценок параметра сигнала ИАОС. На рисунке 13, первый столбец гистограммы показывает значения оценок MOS для необработанного кодированного PC, второй - для PC, обработанного АРУР на входе кодека. Третий, четвертый и пятый столбцы гистограммы представляют собой значения ИАОС, представленные в мас-

штабе первых двух столбцов и позволяющие приблизительно оценить улучшение оценок MOS для случаев установки ПВК до кодека, после кодека и в обоих случаях.

ПОценкиНОБ

16 кбнт/с

8 кбит fc

48 кбит*:

Рис. 12. Оценки качества передачи по шкале MOS.

На рисунке 14, приведены относительные ИАОС функции распределения пик-факторов кепстральной функции, определяющей степень уменьшения защищенности от шумов канала на фоне сигнала и гармоничности PC.

В каждой группе столбцов приведены оценки исходного PC и после обработки: классическим АРУР; предкорректором; восстановительным корректором; совместно предварительным и восстановительным корректором.

16 кбит/с 8 кбит/с 4.8 kfimic

Рис. 13. Изменение оценки MOS при обработке PC ПВК.

16 кбмтУс 8 кбит/с 4.8 кбит/с Рис.14. Изменение пик-фактора кепстра РС при обработке ПВК (исходный, предкоррекция, восстановительная коррекция).

Показана эффективность ПВК для восстановления гармоничности, особенно при низких скоростях кодирования. Разработанный алгоритм позволяет эффективно обрабатывать речевой сигнал в системах подвижной радиосвязи, значительно повышая его качество при прохождении через каналы с эффективным сжатием.

Алгоритм обеспечивает: безынерционное ограничение речевого сигнала; отсутствие обогащения спектра; значительное (в 2...2,5 раза) повышение ОСМ РС (громкости) при сохранении его пикового уровня.

В заключении изложены наиболее значимые результаты, полученные в диссертационной работе.

Публикации по теме диссертации В ведущих рецензируемых научных изданиях, рекомендованных ВАК 1. Цыбулин М.К., Сазонов И.В., Махмуд Елбхаиси. «Оценка качества передачи по составным каналам связи» Электросвязь № 4 2010 г., стр. 46-49.

2. М. Елбхаиси, Сазонов И. В. «Понятие составного канала и показатели ошибок», Электросвязь №11 2011г., стр. 27-29.

3. Цыбулин М.К., Махмуд Елбхаиси. Численная оценка качества передачи информации по мобильным каналам связи при современных методах контроля (геометрический метод) // "Т-Сотт - Телекоммуникации и транспорт. №8 - 2011" - М.: 2011г. -130с.: ил. - С. 50 - 50.

4. Цыбулин М.К., Махмуд Елбхаиси. Критерий эффективности оценки качества передачи речи при современных методах контроля И "Т-Сошт - Телекоммуникации и транспорт. №8-2011" -М.: 2011г. -130с.: ил. - С. 51-51.

5. Махмуд Елбхаиси. Новая методика объективной оценки качества передачи речевой информации по каналам мобильной связи // "Т-Сотт - Телекоммуникации и транспорт. №8 - 2011" - М.: 2011г. -130с.: ил. - С. 52 - 53.

В других изданиях

6. Цыбулин М.К., Махмуд Елбхаиси. Особенности оценки качества передачи речевой информации по каналам мобильной связи // Международный форум информатизации (МФИ-2010): Труды конференции "Телекоммуникационные и вычислительные системы" -М.:МТУСИ - 2010 С. 168 - 169.

7. Цыбулин М.К., Махмуд Елбхаиси. Численная оценка качества передачи информации по мобильным каналам связи при объективных методах контроля (арифметический метод) // Международный форум информатизации (МФИ-2010): Труды конференции "Телекоммуникационные и вычислительные системы" - М.:МТУСИ - 2010 С. 170 - 171.

8. М. Елбхаиси, О.Б. Попов, A.A. Касьянов Исследования алгоритмов обработки речевого сигнала в системах подвижной радиосвязи // Международная научно-техническая конференция «INTERMATIC-2012» М., МИРЭА, 3-7 декабря 2012г., кн. 6, стр. 84-89 .

9. A.A. Касьянов, О.Б. Попов, М. Елбхаиси Исследования алгоритмов предварительной и восстановительной коррекции вещательного сигнала в системах подвижной радиосвязи. // Международная научно-техническая конференция «INTERMATIC-2012» М., МИРЭА, 3-7 декабря 2012г., стр.35.

10. М. Елбхаиси, A.A. Касьянов, О.Б. Попов Предварительная и восстановительная коррекция сигнала в системах подвижной радиосвязи. // Труды конференции «Телекоммуникационные и вычислительные системы» в рамках Международного форума информатизации (МФИ-2012) ». -М.: 2012, стр233

Махмуд Елбхаиси

ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗРАБОТКА ЭФФЕКТИВНОГО МЕТОДА ОЦЕНКИ И СПОСОБА ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ПЕРЕДАЧИ РЕЧЕВОЙ ИНФОРМАЦИИ ПО СЕТИ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ ПАЛЕСТИНСКОГО РЕГИОНА

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 29.05.2014 Формат 60x84/16. Печать офсетная Печ.л. 1,5. Тираж 100 экз. Заказ 67

Оперативная полиграфия «Брис - М» 111024, г. Москва, ул. Авиамоторная, д. 8