автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.13, диссертация на тему:Оценка показателей качества факсимальной связи

На правах рукописи

0030ВЭЭ32

Бородко Александр Владимирович

ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТЙА ФАКСИМИЛЬНОЙ СВЯЗИ

Специальность 05 12 13 - Системы, сети и устройства телекоммуникаций

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

\

Санкт-Петербург 2007

1 4 ИЮН 2007

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном университете телекоммуникаций им проф М.А Бонч-Бруевича на кафедре Обработки и передачи дискретных сообщений

Научный руководитель

кандидат технических наук, доцент Доронин Евгений Михайлович

Официальные оппоненты

доктор технических наук, доцент Шерсток Юрий Михайлович кандидат технических наук, доцент Ефимов Александр Сергеевич

Ведущая организация ФГУП НИИ «Рубин»

Защита состоится «а&Р» М^ИРМ/У?^ 2007 г в У^ час на заседании диссертационного совета Д 219 004 01 при Санкт-Петербургском государственном университете телекоммуникаций им. проф М А Бонч-Бруевича по адресу 191186, Санкт-Петербург, наб р Мойки, 61

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного университета телекоммуникаций им проф М.А Бонч-Бруевича |

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью' учреждения, просим направлять по адресу 191186, Санкт-Петербург наб. реки Мойки, д 61, на имя ученого секретаря диссертационнЬго совета

Автореферат разослан » ^¿¿ЛЛ^ 2007 г

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 219 004.01 доктор технических наук, профессор

В1.Ю. Волков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Неотъемлемой частью современных телекоммуникационных технологий является факсимильная связь. В настоящее время выделяют два направления в развитии систем факсимильной связи

- повышение качества передачи факсимильных сообщений,

- развертывание систем факсимильной связи на базе новых коммуникационных сред

Это в полной мере относится к цифровым факсимильным терминалам G3, сочетающим возможности работы, как с аналоговыми, так и цифровыми системами Наряду с давно существующими стандартами ITU-T Т 4, Т 30 и др разработаны требования на передачу факсимильных сообщений в IP-сетях в реальном масштабе времени (ITU-T Т 38)

Для оценки качества факсимильной связи в настоящее время в нормативных документах (ГОСТ 50988-96, 26631-85; ITU-T Е452, Е453) рекомендованы следующие параметры, процент неуспешных факсимильных транзакций, процент успешных факсимильных вызовов, для которых не удалось задействовать максимальный по скорости протокол модуляции, процент состоявшихся факсимильных транзакций, однако, факсимильные сообщения доставлены с неудовлетворительным качеством, процент успешных факсимильных транзакций, когда факсимильные сообщения доставлены с удовлетворительным качеством

В настоящее время вычисление значений этих параметров осуществляется экспериментально при эксплуатации уже существующей сети Их определение требует большого количества испытаний на конкретной развернутой телематической службе Также эти параметры факсимильной связи не позволяют оценить качество доставки факсимильных сообщений от структуры сети и факторов, вызывающих коллизии Поэтому для решения задачи оценки успешности доставки факсимильных сообщений целесообразно использовать параметры, которые определяются механизмом доставки факсимильных сообщений, и могут быть рассчитаны аналитически, как функции параметров транспортных сетей

Допустимые искажения факсимильной репродукции (горизонтальная и вертикальная разрешающая способность, геометрические искажения, отклонение плотности развёртки, разрешение элемента развертки, соответствие градаций полутонов оптическим плотностям, относительная площадь искажений на репродукции) нормируются согласно требованиям ГОСТ 50988-96, 25218-82, ITU-T Т.4, Т22, Т23 Существующие способы оценки допустимых искажений факсимильной репродукции базируются на использовании тест-таблиц и визуальном анализе оператором принятой репродукции, что вносит субъективный фактор

Таким образом, актуальность диссертационной работы обусловлена необходимостью разработки методики оценки качества факсимильной связи, исходя из пригодности IP-каналов для доставки факсимильных сообщений в реальном масштабе времени и параметров гибридных сетей Также необходима методика, позволяющая упростить определение показателей качества факсимильной репродукции и сделать выводы о соответствии их нормам, повысить оперативность и объективность анализа

Вопросам развития факсимильной техники и исследования систем факсимильной связи посвящен ряд работ отечественных и зарубежных авторов (Е JI Орловский, Л Н. Щелованов, А С Ефимов, Ю.И, Медников, R.G. Tebbs, К Toyoda и др ). Однако отмеченным проблемам уделено недостаточное внимание

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является выявление закономерностей влияния аппаратуры, среды и способов передачи на воспроизведение факсимильных сообщений и выяснение возможностей объективной оценки качества услуг факсимильной связи Указанная цель достигается решением следующих задач

1 Разработка моделей доставки HDLC кадров Т 30 для наиболее критичного случая - использование сетей с коммутацией пакетов и применение протоколов семейства Т 38

2 Разработка математических моделей и алгоритмов машинного моделирования сетей доставки факсимильных сообщений для исследования их вероятностных характеристик и влияния сетевых параметров на успешность факсимильных транзакций

3 Выбор критериев и параметров для оценки факсимильных репродукций и разработка машинных алгоритмов их оценки

4 Разработка методики объективной оценки качества доставки факсимильных сообщений

Методы исследования. Решение поставленных задач осуществлялось на основе теории моделирования, теории вероятностей, методов математической статистики и машинной графики Программное обеспечение, необходимое для решения задач, реализовано на языках ассемблера и Object Pascal

Правомерность использования аналитических выражений пропускной способности доставки HDLC кадров факсимильных сообщений подтверждена результатами натурного эксперимента

Научная новизна Получены математические модели доставки факсимильных HDLC кадров, позволяющие оценить пригодность гибридных сетей, используемых телематической службой Телефакс, для обеспечения требуемого качества предоставления услуг Модели учитывают разнообразие транспортных протоколов семейства Т 38 (UDPTL, RTP, ТРКТ)

Предложена методика, позволяющая анализировать влияние базовых параметров транспортной IP-сети и сети доступа на успешность факсимильных транзакций с помощью математических моделей

Предложена методика для объективного и оперативного анализа влияния факсимильного оборудования на качество доставки факсимильных сообщений

Разработаны новые способы оценки параметров факсимильной репродукции и специальные тест-таблицы, содержащие тест-элементы, алгоритмический анализ которых позволяет количественно оценить искажения факсимильной репродукции

Практическая ценность Практическое применение разработанных моделей доставки факсимильных HDLC кадров позволит до этапа эксплуатации оценить пригодность конкретных направлений для доставки факсимильных сообщений с заданным QoS

Новый подход, в основе которого лежит использование разработанного аппаратно-программного комплекса (АПК), позволяет тестировать факсимильные терминалы (ФТ) и с меньшими временными затратами получать объективные значения основных параметров ФТ, в частности, разрешающую способность, геометрические искажения, градационную характеристику, степень искажений репродукции и др

АПК реализован в зарегистрированном программном продукте «Факс-тестер» и может быть использован разработчиками факсимильной аппаратуры, сертификационными лабораториями, органами Госсвязьнадзора и службами, предоставляющими услуги факсимильной связи

Реализация результатов работы. Основные результаты работы внедрены в научно-исследовательских разработках ЗАО Телрос, ЗАО Технодалс и в учебном процессе СПбГУТ им проф M А Бонч-Бруевича

Апробация работы и публикации. Основные положения диссертационной работы обсуждались и были одобрены на 55, 56, 57, 58-й НТК профессорско-преподавательского состава СПбГУТ и международной научной конференции «Региональная информатика» По результатам проведенных исследований опубликовано 11 работ (2 в соавторстве) Основные положения, выносимые на защиту

1 Модель доставки HDLC кадров Т 30 для различных протоколов семейства Т 38

2 Модель и алгоритмы машинного моделирования сетей доставки факсимильных сообщений для исследования ВХ и их влияния на успешность факсимильных транзакций

3 Методика и алгоритмы оценки факсимильных репродукций

4 Аппаратно-программный комплекс оценки качества факсимильных сообщений и методика автоматизированной оценки качества факсимильной аппаратуры в реальном масштабе времени

5. Нормы и оценки качества предоставления услуг телематической службой Телефакс.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, девяти приложений и списка литературы. Работа содержит 143 страницы текста, 76 рисунков, 12 таблиц и 59 наименований отечественной и зарубежной литературы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность рассматриваемой проблемы, сформулированы цели и задачи работы, определены практическая ценность и область применения результатов, приведены сведения об апробации работы и представлены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе рассмотрена организация факсимильной связи в телематических службах (ТМ службах).

Факсимильный и кге рнет-тер мин зг

Факсимильный терминал

Шлюз

Т. 4

ЕВ

т.зо

т.зо 1Р

т.зо Ш иоЛ | ИР

ТСР 1 иор

1Р

фу^цсдил урщзянь уровень Свгеной интерфейс

V/ ("' ТфОП "') У 1

Г Т.4

т.зо

«рр

ТРКТ иОРП[ ИР

ТСР 1ЮР

гр

1Р-сеть

т.зо Т.ЗО

1РР

тркт! иорн.1 РТГ

ТСР : иор

1Р

Сетевой интерфейс Физический уровень

Факсимильный терминал

ТфОП" г

Рис I. Модель обмена ФС с использований« Т.ЗК

Приведены базовые определения, названы рекомендации (ITU-T 'Г.4, Т.30, Т.38), в которых определены требования на факсимильные терминалы G3 и описаны процедуры установления факсимильных транзакций по коммутируемой телефонной сети общего пользования, цифровой сети с интеграцией служб и IP-сетям,

Факсимильные ТМ службы в соответствии с рекомендациями ITU-T F. 160 делятся на три категории: абонентские Телефакс (служба реального времени) и Комфакс (служба с промежуточным накоплением) и клиентская факсимильная служба - Бюрофакс.

В настоящее время начали объединить рекомендации и стандарты для передачи голоса, данных и факсимильных сообщений (ФС) через IP-сеть. Доставка ФС по IP-сетям позволяет реализовать любую телематическую службу. Обычно ТМ служба Телефакс реализуется семейством протоколов Т.38, и ТМ службы Комфакс и Бюрофакс согласно рекомендации Т.37.

R соответствии е Т.38 достатка ФС осуществляется о реальном времени по Интернет-факс протоколу (П'Р). который организует обмен сообщениями между факс-шлюзами и/или интернет-факсимильными терминалами, соединенными посредством IP-сети (рис. 1).

Инкапсуляция пакетов IFP в IP пакеты с соответствующими заголовками для TCP/IP и CDP/IP показаны на рис 2, 3 и 4.

Заголовок UDPTL может содержать дополнительную информацию, необходимую для защиты от ошибок при передаче через UDP (рис. 3 и 4). Заголовок ТРКТ должен предшествовать пакету IFP в реализациях TCP (рис. 2).

н} Многоуровневая модель пакета I FP/T( P'lИ

ЗаДОтовок FP Заголовок J CP ' Пикет !№

Ь) Одноуровневая модель пакет« 1FP/TCP/1P

Рис. 2, Структура пакет а ТСРЛГРКТ/ТР высокого уровня

Полечили нагрузка I]1

Заголовок TCP I

L ■ , й •!>;• i

¡"iMî-ïkai ЯЙР5 ЭЧ ti'

а) Миогауравкевл* моде,™ пикет II I' I I;! ! : ,: III' II'

ЬЮнноурпвневаж модель nfcficx* Ifl' LIII' 111 I>I'IГ

Рис. 3. Структура пакета UDPTL'UDP/IP вы№к01 о уровня

■ Зогптч^ШЖ Полгала нагруАо№Р

в) MiiDirij-ponMciilisf моце.и. папе J л Г F ?l RI ТУ1ШРЛК

H j&WTÛ'ilPK1l. ¿C-'TiCLi.lb

Kl

F^C «nvraiKn RFr 1733

'.• Г'1 ! : ¡il";. 1 D P

[ Шея

III Ошоурсвневд НЩСЛЬ 111кти 1>"РЛ лДУП.'1 IM'.II'

Рис 4. Структура пакета RTP/UDP.'IP высокого уровня

Для транспортировки UDP данные IFF могут быть инкапсулированы в UDPTL (рис. 3) или в RTP (рис. 4). Пакеты UDPTL строятся на принципе кадрирования. Пакет IFP в полезной нагрузке UDPTL называется «первичным». После первичных пакетов в полезную нагрузку могут быть включены дополнительные (вторичные) поля. Существуют две схемы защиты от ошибок, которые добавляют ri ровер очные комбинации ПИО (прямое исправление ошибок), состоящие из ранее переданных IFP сообщений (рис. 5) либо являющейся их поразрядной суммой (рис. 6).

Приведены относительные параметры для определения качества доставки ФС, рекомендуемые ITU-T Е.452, Е.453. Основными недостатками приведенных параметров являются сложность их применения для оценки разрабатываемых сегей на возможность доставки заданных объемов факсимильного трафика и отсутствие предельных значений, связывающих эти показатели с классами доставки. Они ие связаны с требованиями Т.30, и их практическое измерение требует большого количества испытаний на конкретной сети.

СООБЩЕНИЕ 5 ПЕРВИЧНОЕ I ИЗБЫТОЧНОЕ ИЗБЫТОЧНОЕ

СООБЩЕНИЕ 1 СООБЩЕНИЕ 1 СООБЩЕНИЕ 2

БАНК СООБЩЕНИЙ IFP

H | еооыцЕниъ uv |

R * CO£24i|btiÎ1L lM> I

П I CO^FU>E£DÎE IFP i

R I СОС5Ш ÎÏÏP i

П | ГО'ЯЯЧРНКЕ IFP I

J

J

Рис 5 Основная схема ПИО

COOSiUEHrtE S

ПЕРВИЧНОЕ СООБЩЕНИЕ

ПИО

БАНК СООБЩЕНИЙ IFP

M I СООБЩЕНИЕ IFP |

R I соаявЕНйв m J

FI I ТлЧаЦШИР ИТ- |

m I "»"вцвнр E m> I

и i СООБЩЕНИЕ EFP j

Рис б Дополнительная схема ПИО

Для оценки успешности доставки ФС целесообразно использовать параметры, связанные с механизмами доставки ФС (время доставки HDLC кадров Т 4, пропускная способность и др ), которые могут быть рассчитаны как функции параметров транспортных сетей и имеют четкие предельные значения

Во второй главе детально рассмотрена доставка факсимильных HDLC кадров в гибридных сетях для различных протоколов семейства Т38 ТМ службы Телефакс (рис 7)

Для практической реализации такой службы на базе сетей с пакетной коммутацией необходимо установить корреляцию между критериями качества обслуживания факсимильных вызовов и характеристиками пакетной сети Проведено моделирование прохождения HDLC кадров для различных

комбинаций протоколов и способов исправления ошибок при реализации услуг Телефакс на основе 1Р-сети согласно Т 38

Т.ЗО

ïPÎSÎS. i

участок 1

ТЗО

tFP

Т.ЗО

тсН ira»

w

ФИШ'ШЛИЗ С*пиюй

ингарфбйс

О

участок 2

ТЗО \

1FP |

j Т.ЗО 1

тегИ lia» 1

tp 1

Скшяой 1 Фияичввкй л—ч i-

итврфвйе * ****** —•' J

тзо

участок 3

Рис 7 Реализация службы Телефакс с использованием 1Р-сети

Получены выражения пропускной способности В{р,Ш"Г) от вероятности потери р и времени оборота КТТ пакетов

Для случая использования протокола 1ЮРТЬ с основной схемой ПИО

3-3 р"-

В(р, RTT) = -

3 р"

I з

RTT

4c + 2cJ24£0^) + 4c2+4c + 1+5

1

О)

где с — коэффициент увеличения пакетов, находящихся одновременно в сети, п - количество избыточных IFP сообщений

Для случая использования протокола UDPTL с дополнительной схемой

ПИО

В(р, RTT) = 1 -(1 -/>)"-' -(«-!)/>(! -р)"-:

+ 0,33

V

(2)

2+1 jMcxtg-^ + ^-agq-rtp •

с \ î-a-pr'-^-Dpa-pr2

у

0,66 RTTи^с^ШгР^^Щ-РУр.^ Для случая использования протокола ТРКТ

1

B(p,RTT) =

ЛЩ p£+èxmin(l, 3J^)xp(l + 32p1)) V 3 V 8

(3)

где Ъ - коэффициент увеличения ТСР окна

На основе (1) - (3) составлены выражения для вычисления времени задержки факсимильных HDLC кадров Тдост и найдено ограничение скорости модуляции В0 оконечных ФТ для службы Телефакс, реализованной на гибридной сети (рис 7)

Для протокола UDPTL с основной схемой ПИО

32N Lmic+&NL +1535 N

TO B(p,R'n)p"*' +NLmp'M -TOB(p,RTT)-NLm -N RTT B(p,RTT)

Тдост ~ 2Ta +T2+T2 доп ■■

32 Д,

[Lhdw + 8 + L HDLC ]+ Д7Т—i^i- +

1-/7"

1

1

B{p,RTT) BJ 8

B0<,B(p,R

Для протокола UDPTL с дополнительной схемой ПИО 1

l-l-(l-p)""1 -(и-1)р(1-р)"~

32N Lhdd:+SNL„+1535-N

ТО B(p^TT^-(l-p)"-l-(n-\)p(l-pT2)+NLjl-(\-pTl-(n-l)p(l-pr2)-TO B(p,RTT)-NLm-N RTT B(p,RTT)

^ДОСТ - + îj + Тг доп : 32

\lhddo +8 + 1 HDLC1+ RTT--:-T

V WLC1 (1 - рТ~1+(п- \)p(\ -рГ2

1

B{p,RTT) BJ 8

Для протокола TPK.T

16,8îkolc

ДЩ-ДЗЗp + 4RTTmm(l, 3^0,7Sp) xp(l +32/»J'

^дост — 27^3 +T2+T2дОП ■

1

32 F- . „1 1 + l | В выражения для 50и ГД0С1. входят следующие переменные

1

Lhdlc - средняя длина факсимильных HDLC кадров, Lm - длина ФС,

ТО- выдержка времени доставки факсимильных кадров (2 85 с), N— количество серий IFP пакетов, переданных между двумя соседними сериями таймаутов,

¿'hdlc - длина кадра подтверждения, равна 40 байт

Показано, что средняя длина факсимильных HDLC кадров (L hdlc) зависит от вида распределения длин ФС Экспериментально выявлено, что размер ФС распределен по экспоненциальному закону с математическим ожиданием /„= 323 байт.

Тогда

„Ьи*.

LhDLC = (1-е )lm =

65 257

= (1-/ 323 ) 323 байт

и размер информационного поля HDLC кадра составит {59, 177} байт в зависимости от максимальной длины поля FIF кадра ФС

В третьей главе приводятся результаты имитационного моделирования и натурного эксперимента доставки ФС с использованием протоколов UDPTL и TCP Полученные результаты подтвердили правомерность использования аналитических выражений пропускной способности транспортной сети для доставки HDLC кадров ФС, позволяющих рассчитать время задержки, и оценить пригодность IP-направлений для передачи ФС в режиме реального времени

Имитационная модель сделана с использованием Simulmk и StateFlow в среде MatLab 6 5, она позволяет учитывать законы распределений длин IFP сообщений и времени оборота пакетов

Общая схема работы протоколов UDPTL и ТРКТ по доставке IFP

факсимильных ТМ служб реального времени на основе гибридных сетей, состоит в том, что выбор скорости модуляции оконечных ФТ необходимо согласовывать на этапе установления соединения, поскольку пересогласование скорости в течение доставки факсимильной страницы

невозможно. При завышении скорости на участке сети доступа относительно возможностей транспортной сети задержка кадров превышает установленные в Г.30 значения и происходит потеря вызова.

На основе требований [TU-T Т.30 по доставке HDLC кадров и полученных значений Т.к„ построены графики (рис. 9, 10) для выбора допустимой скорости модуляции в зависимости от параметров транспортной IP сети: вероятности потери и времени оборота пакета.

RTT

Рис. 9 Выбор скорости модуляичи мри использовании протокола UIJPTL йез добавления избыючньгс IFP сообщений

0,1 к,'"" V—i—л—--1-i-1-1-1-1-

o.i v : аз о i о, s о.б с > о.з о.и RTT

Рис, 10. выбор скорости модуляции при использовании протокола UDP1L с применением дополнительной схемы П И О

Для ТМ службы Телефакс введены четыре класса (^оБ обслуживания сетью доставки ФС в реальном масштабе времени и определены нормы к оценки качества предоставления услуг

В табл 1 указаны задержки распространения и маршрутизации для двух классов (ЗоБ при использовании транспортного протокола ТЛЗРТЬ без добавления избыточных №Р пакетов в сегмент

Таблица 1

Требования к качеству предоставления услуг ТМ службой Телефакс

Нормы и оценка Класс обслуживания

высший высокий

Сетевые задержки < 200 мс, задержка из конца в конец — не более 300 мс < 250 мс задержка из конца в конец — не более 400 мс

Вероятность потери пакета <1% <2%

Степень удовлетворенности пользователей Хорошее качество Удовлетворительное качество

В четвертой главе рассмотрены нормируемые искажения факсимильных репродукций (ФР) и источники таких искажений Приведены примеры существующих тест-таблиц для оценки качества ФР Искажения ФР имеют различную природу и широкий диапазон значений Сделан вывод, что качество доставки ФС - многопараметрический показатель функционирования факсимильного терминального оборудования.

На данный момент не существует методики оценки качества доставки документов современными факсимильными аппаратами (ФА), а в России официально приняты только тест-документы для ФА и в2 В то же время число различных моделей ФА и многофункциональных устройств, поставляемых в Россию, увеличивается день ото дня. Все они требуют обязательной сертификации, а контролирующие органы должны иметь специальные методики для их проверки

Существующие способы оценки качества базируются на использовании тест-таблиц и визуальном анализе оператором принятой репродукции. Геометрические искажения репродукции определяются с помощью линейки, разрешающая способность с помощью микроскопа, суммарная площадь искажений определяется экспертом «на глаз», градационные характеристики - с помощью денситометра, что зачастую приводит к субъективности полученных результатов

Предложен подход, позволяющий упростить определение параметров искажений ФР, повысить оперативность и объективность анализа и сделать выводы о соответствии искажений нормам, установленным в нормативных документах

Предложена автоматизация данного процесса путем возложения рутинных операций по анализу ФР на ЭВМ, что позволит получать более объективные результаты оператором, имеющим только базовые навыки работы на ЭВМ и оценки факсимильной техники

В пятой главе приводятся методика и алгоритмы оценки качества ФР, на основе которых создан АПК, предложена методика его использования Наличие ЭВМ в составе комплекса потребовало разработки специальных тест-таблиц, содержащих тест-элементы, алгоритмический анализ которых позволяет количественно оценить искажения ФР и сделать заключение о степени соответствия репродукции оригиналу

Параметры факсимильного терминального оборудования, измеряемые с помощью АПК

- горизонтальная и вертикальная разрешающая способность,

- геометрические искажения (смещение, перекос, сжатие и др),

- отклонение плотности развёртки,

- разрешение элемента развертки,

- соответствие градаций полутонов оптическим плотностям,

- относительная площадь искажений на ФР,

- правильность реализации кодов сжатия (МН, ММН, MR),

- характеристики доставки согласно ITU-T Е 452, Е 453

Для оценки относительной площади искажений ФР цифровая репродукция сравнивается с цифровым эталоном Цифровой эталон это цифровое изображение с допустимыми искажениями по разрешению, вертикальным и горизонтальным смещениям, поворотом и уровнями градационных переходов, совпадающими с тестируемой ФР Допустимые искажения определяются при анализе цифрового образа репродукции тест-таблицы. Масштабирование, смещение и поворот выполняются над эталонным изображением методом аффинных преобразований координат всех точек исходного цифрового образа

Для получения цифрового эталонного изображения предложен алгоритм, в котором процедура фильтрации совмещена с масштабированием изображения При выполнении алгоритма осуществляется перемещение маски слева направо и сверху вниз в соответствии с коэффициентами масштабирования изображения по горизонтали и вертикали (куг, кув) При каждом положении маски вычисляется апертура весовые множители, разделенные на нормирующий множитель яркости (akj), перемножаются с соответствующими значениями исходного изображения (у, j), суммируются, и полученное значение присваивается пикселю формируемого цифрового эталона (х'ги)

N М

Для уменьшения влияния апертурных искажений применяется оптимальная линейная фильтрация для точек, лежащих б областях е локальными контурными признаками (ЛКП). Цифровая репродукция формируется в соответствии с выражением

* Х2Х.«

Такой подход позволяет выбрать коэффициенты атт исходя из апертурных характеристик растрирующего элемента, и уменьшить среднеквадратичное отклонение пикселей контуров центральной области цифрового эталона и репродукции в 3 раза.

В состав ЛПК входят следующие элементы - ЭВМ, устройство для подключения ФТ и увода ФС в память ЭВМ, специальные тест-таблицы и ПО для установления и поддержания факсимильных транзакций и обработки тест-таблиц. Для вывода квитанция с результатами тестирования используется экран монитора и принтер (рис. 11).

Рис, 11. Состав ЛПК

Тест-таблица для цифровой оценки качества передачи ФА представлена на рис. 12 позиция 1. Искажения, которые могут возникнуть при неправильной реализации кодов МН, ММН и МЯ на конкретном ФТ, оцениваются с помощью тест-таблиц (рис. 12 позиции 2 и 3).

1 2 3

Рис. 12. Тест-таблицы лля оценки качества и кодировав»» ФС

Для создания ПО АПК был использован язык Object Pascal Приложения сопровождаются функционально наполненными графическими интерфейсами (GUI). Все программы скомпилированы и отлажены в Borland Delphi 6 0 Среда Borland Delphi предоставляет возможность программирования на языке ассемблера процедур работы с портом ввода-вывода факс-модема

К АПК прилагается руководство, которое позволяет оператору изучить возможности комплекса и освоить его практическое использование

Диаграмма работы ПО АПК оценки качества ФС приведена на рис 13

Рис 13 Диаграмма работы ПО АПК оценки качества факсимильных сообщений

Применение АПК позволяет сократить время, повысить точность определения характеристик ФА, исключить субъективный фактор, вносимый человеком Стало возможным в кратчайшие сроки и с небольшими материальными затратами определять уровень потребительских качеств факсимильных терминалов

АПК реализован в зарегистрированном программном продукте «Факс-тестер» и может быть использован разработчиками факсимильной аппаратуры, сертификационными лабораториями, органами Госсвязьнадзора и службами, предоставляющими услуги факсимильной связи

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В соответствии с задачей диссертационной работы проведен комплекс исследований для выявления закономерностей влияния факсимильной аппаратуры, среды и способов передачи на воспроизведение ФС и выяснения возможностей улучшения показателей качества факсимильной связи В ходе исследований получены следующие основные результаты 1 Разработана модель доставки HDLC кадров Т 30 для наиболее критичного случая — с использованием IP-сетей и применением различных транспортных протоколов семейства Т 38 Получены зависимости параметров доставки ФС от параметров транспортных 1Р-сетей

2. Экспериментально выявлено распределение длин ФС Показано, что средняя длина факсимильных HDLC кадров зависит от вида распределения

3. Разработаны математические модели и алгоритмы машинного моделирования сетей доставки ФС для исследования их вероятностных характеристик и влияния сетевых параметров на время задержки кадров Для реализации ТМ услуги Телефакс при гибридном построении транспортной сети получены зависимости предельной скорости модуляции оконечных ФТ от базовых параметров сети

4 Разработана методика проведения исследований транспортной сети доставки IFP-кадров на основе ее модели. Эта методика позволяет проводить исследования качества доставки ФС в зависимости от базовых параметров IP-сети вероятности потери и времени оборота пакета

5 Для определения качества ФС предложен новый подход, в основе которого лежит использование специального аппаратно-программного комплекса Такой комплекс позволяет тестировать факсимильные терминалы и с меньшими временными затратами получать объективные значения основных параметров ФТ. В частности, разрешающую способность, геометрические искажения, градационную характеристику, степень искажений репродукции и др

6. Создан АПК оценки качества ФС, и предложена методика его использования Для машинного анализа искажений факсимильной репродукции разработаны специальные тест-таблицы Применение АПК сокращает время и повышает точность определения характеристик ФА, исключая субъективный фактор, вносимый человеком

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

I Бородко А В Доронин Е М. Изготовление электронных испытательных таблиц для проверки характеристик факсимильных аппаратов // 55 НТК мат-лы /СПбГУТ. СПб, 2003. С 17

2. Бородко А В Анализ испытательных таблиц тестирования факсимильной аппаратуры G3 // 57 СНТК СПбГУТ СПб, 2003 С 23

3 Бородко А.В. Алгоритмы передачи и обработки факсимильных сообщений по сетям передачи данных // 56 НТК мат-лы / СПбГУТ. СПб, 2004 С 25-26

4 Borodko A.V Development of a complex for quality rating of reception of facsimile messages // Proc. Regional Informatics SPb, 2004 pp. 33-34.

5. Бородко А В ПО аппаратно-программного комплекса оценки качества факсимильных сообщений //58 СНТК / СПбГУТ СПб, 2004 С.21.

6 Бородко А В Реализация интерфейсов для подключения факсимильных терминалов к аппаратно-программному комплексу // 58 СНТК / СПбГУТ СПб, 2004 С 12

7 Бородко А.В. Методы передачи и обработки факсимильных сообщений по сетям передачи данных // Труды учебных заведений связи СПб, 2004. №170 С 59-64

8 Бородко А.В. Доронин Е.М. Разработка требований к аппарато-программному комплексу оценки качества факсимильных сообщений и его реализация // 57-я: мат-лы / СПбГУТ. СПб, 2005 С 24

9. Бородко А В Проблемы доставки факсимильных сообщений G3 в сетях с пакетной коммутацией//58-я мат-лы / СПбГУТ СПб, 2006 С. 19

10 Бородко А В Заглавие: Оценка способов доставки факсимильных сообщений в IP-сетях // Труды учебных заведений связи. СПб, 2006 №174 С 16-19

II Бородко А.В Аппаратно-программный комплекс (АПК) оценки качества факсимильных сообщений «Факс-тестер» / Свидетельство об отраслевой регистрации разработки №6766, оцубл 15.08 06 // Компьютерные программы и инновации -2006, №9 С 51

Подписано к печати 2 У С 5 С ? Объем 1 печ л. Тираж 80 экз Зак $0

Тип СПбГУТ 191186 СПб, наб р Мойки,61