Анализ качества передачи речевой информации в цифровых сетях связи железнодорожного транспорта тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.17, кандидат технических наук Иваний, Юрий Борисович

• Иваний, Юрий Борисович
• кандидат технических наук
• 2001

Оглавление диссертации кандидат технических наук Иваний, Юрий Борисович

ВВЕДЕНИЕ.

1. МЕТОДЫ ПЕРЕДАЧИ РЕЧИ В СЕТЯХ С ПАКЕТНОЙ КОММУТАЦИЕЙ

1.1. Широкополосная ЦСИО.

1.2. Режим переноса информации для ШЦСИО.

1.3. Передача речи по сетям FRAME RELAY.

1.4. Быстрая коммутация пакетов. Технология ATM.

1.5. Характеристики ретрансляции ячеек, влияющие на качество передачи.

1.6. Передача речи по сети ATM.

1.7. Методика многокритериального выбора коммутационного оборудования.

1.8. IP-телефония.

1.9. Речевые кодеки. Методы оценки качества передачи речи в системах с пакетной коммутацией.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Анализ качества передачи речевой информации в цифровых сетях связи железнодорожного транспорта»

Основой для развития современных телекоммуникационных систем является совпадение спроса на новые услуги с возможностями спектра телекоммуникационного оборудования при приемлемой для потребителя стоимостью услуг, предоставляемых ведомственными (корпоративными) сетями и сетями общего пользования [1].

Уровень требований к системам и сетям связи, постоянно возрастает из-за увеличения числа пользователей; расширения спектра услуг, повышения уровня требований к качеству обслуживания (к верности получаемой информации (например, к качеству воспроизведения речи), ко времени ее доставки и конфиденциальности).

Появляются запросы на новые виды услуг, требующие широкополосный цифровой канал - видеотелефон, видеоконференцсвязь, цветное факсимиле, видеопочта, поиск видеоинформации и т.п. Большинство из них являются услугами с комплексным предоставлением информации, определяемые рекомендациях сектора стандартизации Международного союза электросвязи (СС МСЭ) как мультимедиа.

Среднегодовые темпы прироста емкости телефонных сетей составляют 4.5%, сетей передачи данных 20.25%, факсимиле 40.50%, локальных сетей 50% и более. На первом месте сеть Интернет, трафик которой увеличивается на 20.25% каждый месяц [2].

Технология мультимедиа накладывает ряд существенных ограничений на использование телекоммуникационных систем:

- использование обычной аналоговой телефонной сети общего пользования и современных модемов невозможно, поскольку, они не обеспечивают необходимого качества видеоизображения и речи; узкополосная цифровая сеть интегрального обслуживания

УЦСИО)обеспечивает только среднего качества передачу речи, неподвижного V / изображения (монохромного или с очень ограниченной цифровой палитрой) и низкокачественного монохромного подвижного изображения;

- реализация мультимедиа принципиально возможна в сетях с промежуточным накоплением информации, так в сети Internet существует возможность получения видеоинформации, но нельзя получить высококачественное изображение и стереовещание.

- сети Frame Relay оптимизированы для передачи данных и характеризуются большими значениями изменений времени задержки, потерей кадров, что ограничивает мультимедийные приложения.

Наибольшая скорость передачи, которую может предложить пользователю УЦСИО равна скорости канала HI, т.е. 1,5 или 2 Мбит/с. Однако соединение локальных сетей или передача движущегося изображения с хорошей разрешающей способностью требуют более высокой скорости.

Все изложенное определяет тенденцию перехода от УЦСИО к широкополосным цифровым сетям интегрального обслуживания (ШЦСИО

ВШЖ), которая прослеживается и в телекоммуникационных сетях отечественного железнодорожного транспорта основываемся на материалах/ проекта "Техническая политика" ЗАО "Компания ТРАНСТЕЛЕКОМ" -основного разработчика магистральной цифровой сети связи федерального железнодорожного транспорта).

Магистральная цифровая сеть связи (МЦСС) Федерального железнодородного транспорта (ФЖТ) представляет собой единый технический комплекс - первичную транспортную сеть, построенную на основе технологии синхронной цифровой иерархии (СЦИ). Основу МЦСС составляют: волоконно-оптический кабель, кабельные сооружения, каналообразующее оборудование СЦИ, система контроля и управления первичной сетью, а также обеспечивающие системы электропитания, синхронизации и служебной связи. Протяженность МЦСС более 36000 км. Топология сети базируется на полигоне железных дорог и учитывает требования к услугам связи абонентов ведомственной сети на направлениях основных грузоперевозок.

Подвеска ВОК осуществляется на опорах контактной сети в полосе отвода железных дорог, для размещения оборудования, обеспечения электропитания используется существующая инфраструктура железных дорог.

Магистральная сеть фактически охватывает всю густонаселенную территорию России, предоставляет эффективную среду для передачи транзитного трафика международных операторов по направлениям восток-запад и север-юг.

Магистральная цифровая коммутационная сеть связи (МЦКСС) ФЖТ является широкополосной сетью с интеграцией услуг и предназначена:

- для пропуска внутриведомственного транзитного ISDN и не-ISDN трафика сетей связи, прежде всего ОбТС дорожного и частично-отделенческого уровней ФЖТ, являющихся по отношению к МЦКСС наложенными сетями ФЖТ;

- для пропуска на коммерческой основе транзитного ISDN и не-ISDN трафика местных сетей связи общего пользования ВСС страны;

- для пропуска на коммерческой основе транзитного, в основном ISDN трафика корпоративных (частных) и выделенных (виртуальных) сетей связи;

- для формирования, совместно с соответствующими сетями (оборудованием) доступа, и предоставления потребителям ФЖТ, а также другим потребителям (на коммерческой основе) B-ISDN услуг связи, включая услуги по пропуску IP - трафика;

- для формирования, с использованием соответствующей надстройки, и предоставления, в первую очередь на коммерческой основе, самому широкому кругу потребителей услуг интеллектуальной сети связи ФЖТ. Л

Магистральная цифровая коммутационная сеть (МЦКСС) должна создать универсальную коммутационно-транспортную среду с поддержкой различного вида трафика, и предоставить пользователям услуги связи с требуемым качеством.

МЦКСС использует в качестве первичной сети - магистральную цифровую сеть связи (МЦСС).

Концепция построения МЦКСС позволяет создать универсальную телекоммуникационную сеть, обеспечивающую:

- интегрированную передачу различного вида трафика (данные, речь, видеоинформация);

- предоставление каналов с гарантированным временем передачи трафика и услуг заданного качества, как на местном, так и на междугородном и международном уровнях, с возможностью доведения цифровых каналов непосредственно до пользователей, включая спецпотребителей;

- предоставление услуг интеллектуальной сети;

- различные взаимозаменяемые интерфейсы абонентов, позволяющие простой заменой интерфейсных модулей в устройствах доступа оперативно адаптировать сеть к потребностям пользователей.

Структура построения магистральной цифровой коммутационной сети связи, создаваемой ЗАО "Компания ТРАНСТЕЛЕКОМ" представлена на рис.В.1.

МЦКСС Федерального железнодорожного транспорта строится в соответствии с требованиями федерального закона "О связи", руководящих документов Гостелекома России ("Основные положения развития взаимоувязанной сети связи Российской Федерации на перспективу до 2005 г.", "Правила присоединения ведомственных и выделенных сетей электросвязи к сети общего

Структура построения магистральной цифровой коммутационной сети связи сипшнчаан*

Рис.В.1. пользования", "Руководящий технический материал по построению тактовой сетевой синхронизации на цифровой сети связи Российской Федерации" и др.), отраслевых нормативных документов, государственных и международных стандартов.

МЦКСС использует в качестве первичной сети - сеть SDH от уровня STM-1 до STM-16 на базе BOJIC, дополненную сетью спутниковой связи и имеет в своем составе следующие основные элементы:

- магистральную АТМ-сеть;

- магистральную (междугородную) сеть общеканальной сигнализации № 7 (ОКС-7) ФЖТ;

- наложенную IP сеть.

Магистральная ATM-сеть (рис.В.2) является основным транспортным и коммутационным элементом МЦКСС и включает:

- около 30 территориально разнесенных магистральных ATMкоммутаторов, развертываемых с учетом топологии SDH-сети и создания f •• \ высоконадежной структуры ATM-сети. С этой целью ATM каждый коммутатор имеет не менее 2-3 привязок (не ниже STM-1) к соседним коммутаторам;

- сеть устройств мультипротокольного доступа (на первом этапе не менее 60), соединенных с ATM-коммутаторами цифровыми потоками PDH и SDH -сетей и имеющих широкий набор интерфейсов, предназначенных для подключения оборудования различных пользователей (ведомственных корпоративных и общего пользования сетей) с предоставлением

Рис.В.2. услуг по передаче телефонного трафика, данных, видео.

Устройства доступа имеют весь необходимый набор стандартных интерфейсов для работы по различным каналам связи с широким кругом оконечного оборудования пользователей и позволяют производить качественную компрессию речи (до 32, 24, 16, 8 кбит/с на речевой канал) с эхокомпенсащей и подавлением пауз, обеспечивают взаимодействие с сетями, построенными по различным протоколам (ATM ,FR, Х.25, TCP/IP, SNA, ISDN и др.). Устройства доступа размещаются преимущественно в региональных и областных центрах.

- специализированные серверы сигнализации (до 7 серверов) обеспечивающие выполнение функции маршрутизации телефонных вызовов, управление входящими и исходящими устройствами доступа на время установления, поддержания и разрушения соединений, реализацию функций пунктов сигнализации сети ОКС-7 и других функций, необходимых для организации в АТМ-сети SVC-соединений требуемой пропускной способности и их подключения к соответствующим портам взаимодействующих АТС. Серверы сигнализаций размещаются в Северо-Западном (г.Санкт-Петербург), Центральном (г.Москва), Северо-Кавказском (г.Ростов-на-Дону), Приволжском (г.Саратов), Уральском (г.Екатеринбург), Сибирском (г.Новосибирск, г. Красноярск), Дальневосточном (г.Хабаровск) регионах, каждый сервер имеет свою зону ответственности в части обслуживания АТС, подключаемых к ATM сети .

Применение ATM технологий позволит создать универсальную транспортную среду с поддержкой различного вида трафика, интегрировать потоки данных, речи и видеоизображений с их статистическим мультиплексированием, обеспечивая за счет этого более эффективное использование МЦСС, предоставлять пользователям масштабируемую полосу пропускания и услуги связи с требуемым качеством обслуживания.

В данной диссертационной работе, рассматриваются проблемы оценки качества передачи речи по сетям с пакетной коммутацией (в частности с применением ATM-технологий) в условиях ограниченных ресурсов.

Главной особенностью цифровых систем передачи речи, в том числе и

Ц1ДСИО, является дискретизация речевого сообщения по времени с последующим его восстановлением на приемной стороне.

Недостаточная изученность объективных закономерностей процесса передачи и восстановления дискретизированной речи в условиях пакетной коммутации, отсутствие математического аппарата и методики аналитической оценки качества по критериям разборчивости приводят к нерациональному проектированию новых систем, реализующих этот процесс, и препятствуют решению в полной мере задачи их совершенствования.

Поэтому задачи создания такого математического аппарата, разработки методики, ее приложений, решаемые в данной диссертационной работе, представляются актуальными.

Последовательность решения этих задач можно представить следующим образом:

1. Анализ методов передачи речи в сетях с пакетной коммутацией;

2. Моделирование потока отсчетов речевого сообщения на входе интерполирующего фильтра оконечного устройства сети с пакетной коммутацией;

3. Выбор модели речевого сигнала и его основных вероятностных характеристик (прежде всего спектральных)

4. Оценка качества стохастической цифровой передачи речи

Диссертация развивает результаты:

- фундаментальных работ теории информации В. А. Котельникова, Н. Винера, К. Шеннона и др.;

- теоретических и прикладных исследований по цифровой обработке и передаче речи Дж. Беллами, А.И Величкина, М.Д.Венедиктова, Г.В. Вемяна, В.Н. Гордиенко, Г.В. Горелова, А.Г. Зюко, Г.В. Кузнецова, М.В. Назарова, А.Ф. Фомина, М.А. Сапожкова и др.;

- теоретических и прикладных исследований цифровых средств и систем передачи информации Л.А. Баранова, И.А. Лозового, В.А. Новикова и др.

Методы исследования, использованные в диссертации, обеспечивают теоретический анализ алгоритмов обработки речевой информации с использованием теории вероятностей и математического моделирования.

Научная новизна диссертационной работы определяется построением аналитической методики оценки качества передачи речи по широкополосным сетям с пакетной коммутацией по критериям разборчивости для пуассоновского распределения интервала в потоке отсчетов. Диссертационная работа развивает теорию восстановления речевых сообщений в направлении разработки методики и математического аппарата аналитической оценки качества передачи и восстановления речевых сообщений в стохастических цифровых системах передачи информации

Практическая ценность диссертации заключается в том, что разработанный аналитический аппарат предоставляет возможность получения объективных результатов оценки качества передачи речевого сигнала по критерию разборчивости и может быть использован при анализе качества функционирования и разработке конкретных процедур передачи и восстановления речевых сообщений по сетям с пакетной коммутацией.

Результаты диссертационной работы полезны для проведения дальнейших исследований в области обработки, передачи и восстановления речевого сигнала в широкополосных цифровых сетях связи.

Заключение диссертации по теме «Теоретические основы информатики», Иваний, Юрий Борисович

4.8. Основные выводы и результаты

1. Решена задача определения качества восстановления (интерполяции, фильтрации) непрерывного стационарного центрированного случайного сообщения (первичного сигнала) с заданным энергетическим спектром после его представления рекуррентным потоком отсчетов с заданной плотностью распределения вероятностей интервала между соседними отсчетами. Определено отношение мощности сигнала к мощности шума восстановления для произвольного восстанавливающего фильтра, а также для практически важного случая использования восстанавливающего ФНЧ. Рассмотрена ситуация предварительного ограничения спектра речевого сообщения ( «предыскажения» сообщения) для произвольного предыскажающего фильтра и предыскажающего ФНЧ.

2. Задача определения качества восстановления решена и подробно представлена результатами вычислений в сформулированных условиях для предложенной рекуррентной модели потока отсчетов с пуассоновским распределением интервала. На основании этих результатов сделаны следующие выводы:

2.1. При заданной относительной частоте среза V и при увеличении относительной интенсивности дискретизации % выше порогового значения ХП0Р (ПРИ котором ложные составляющие спектра перестают попадать в полосу пропускания восстанавливающего фильтра) ОСШ определяется только динамической составляющей погрешности, которая естественно не изменяется по мере дальнейшего увеличения относительной интенсивности дискретизации х, поскольку зависит лишь от выбора относительной частоты среза у' предыскажающего фильтра.

2.2. При заданных относительных частотах среза предыскажающего и восстанавливающего фильтров V = V' и значениях относительной интенсивности дискретизации % > хпоР ВИД распределения вероятностей интервала в потоке отсчетов на входе восстанавливающего фильтра не влияет на ОСШ.

2.3. При х > %пор увеличение относительных частот среза V = V* предыскажающего и восстанавливающего фильтра приводит к увеличению ОСШ за счет снижения динамической составляющей погрешности в результате уменьшения доли составляющей спектра дискретизируемого сигнала, отсекаемой предыскажающим фильтром.

3. Оценивание качества восстановления речи при ее пакетной коммутации проведено на примере ATM- коммутатора и пакетизации в ячейки речевых отсчетов, полученных в соответствии с рекомендацией G.711. При этом использована предложенная нами модель рекуррентного потока с пуассоновским распределением интервала.

Анализ функционирования ATM-коммутатора позволил сделать следующие выводы:

3.1. Качество воспроизведения речевых сообщений, переносимых в ячейках GI-потока ниже по сравнению с М-потоком. Проигрыш увеличивается с ростом нагрузки р М-потока, достигая разницы в показателях слоговой разборчивости 8-10 процентов в предельном случае р =1.

3.2. Качество возрастает с ростом емкости выходного буфера АТМ-коммутатора, для условий рассмотренного примера при фиксированной нагрузке р=0,5 увеличение емкости буфера от К=20 до К=50 приводит к увеличению разборчивости с 55 до 85 процентов, то есть к переходу от неудовлетворительного к отличному качеству.

3.3. При фиксированной емкости буфера качество ухудшается с ростом нагрузки р.

3.4. В случае учета ухудшения качества за счет предыскажения речевого сигнала значение разборчивости при фиксированной емкости буфера и стремлении нагрузки к нулю стремится к предельному значению 73,7 процента, определяемому лишь процедурой предыскажения и соответствующему значению 18,1 дБ отношения сигнал/шум этой процедуры.

3.5. Если же влияние процедуры предыскажения не учитывается, то значение разборчивости при фиксированной емкости буфера и стремлении нагрузки к нулю стремится к предельному значению разборчивости 90,9 процента, определяемому стандартной (согласно рекомендации 0.711) процедурой квантования и соответствующему значению 39,3 дБ отношения сигнал/шум этой процедуры.

3.6. Допустимое, по мнению ряда источников, значение 0,001 вероятности отбраковки ячейки соответствует приведенному пороговому значению разборчивости, которое, в свою очередь, достаточно хорошо корреспондируется с известными градациями качества.

4. Используя те или иные градации и задаваясь требованиями к качеству, можно определять пределы допустимых изменений параметров элементов сети с пакетной коммутацией. В рассмотренном примере АТМ-коммутатора увеличение нагрузки М-потока ячеек свыше значения 0,5 при емкости коммутатора К=20 приведет к неудовлетворительному качеству речи, а при емкости К=50 качество при этом остается отличным. При фиксированной К=50 емкости буфера и нагрузке равной 0,6 для обоих потоков (в! и М) качество восстановления речи остается отличным, но уже при р=0,7 качество для в!

127 потока становится хорошим, а для М-потока - на грани между отличным и хорошим.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Подводя итог изложенному выше, сформулируем основные выводы и результаты диссертационной работы в целом.

1. На основании аналитического обзора современных технологий пакетной коммутации, используемых и предполагаемых к использованию в Магистральной цифровой коммутационной сети связи (МЦКСС) Федерального железнодорожного транспорта, можно сделать следующие выводы:

1.1. построение сетей для передачи речи с использованием технологии пакетной коммутации является одним из определяющих свойств современного процесса конвергенции телекоммуникационных систем на общей технологической основе использования универсальных сред и протоколов. В связи с этим возрастает значение исследований качества пакетной коммутации речи.

1.2. современные телекоммуникационные сети в том числе и МЦКСС Федерального железнодорожного транспорта развиваются в направлении распределенной коммутации с помощью ATM-технологии и для использования при передаче речевого трафика. Об этом же свидетельствуетт и тенденция развития автоматических телефонных станций - появление ATM -интерфейсов у станций ряда ведущих производител ей.

1.3. оценивание качества передачи речи в сетях с пакетной коммутацией (ATM, IP,FR и т.п.) производится в основном методами имитационного моделирования или с использованием экспертных оценок, что существенно ограничивает возможности анализа влияния различных факторов функционирования сети на качество. Это определяет целесообразность разработки и постоянного совершенствования методов аналитической оценки качества передачи речи в современных цифровых сетях, позволяющих исходя из критериев качества не только оценивать эффективность существующих, но и формировать рекомендации для рационального выбора перспективных алгоритмов функционирования сети, рационального выбора параметров ее элементов.

1 АПредставляется эффективной предложенная методика многокритериального выбора различного коммутационного оборудования (АТС, АТМ-коммутаторов и т.п.), использованная, в том числе, на железнодорожном транспорте. Методика позволяет остановить выбор на варианте коммутационного оборудования с наилучшими техническими и эксплуатационными показателями. По предложенной методике проводится экономический анализ, при наличии конкретной технической задачи, так как от этого зависит комплектация коммутационного оборудования и соответственно полная его стоимость и стоимость составляющих, влияющие на результаты выбора.

2. Одним из определяющих, ключевых моментов в создании методики аналитической оценки качества передачи речи в сетях с пакетной коммутацией является разработка моделей потока отсчетов на входе восстанавливающего фильтра оконечного устройства сети. Ее основными результатами являются следующие:

2.1. Для описания потока отсчетов на входе восстанавливающего фильтра оконечного устройства сети с пакетной коммутацией предложена рекуррентная модель с пуассоновским распределением вероятностей интервала между соседними отсчетами. Определены основные параметры модели, в том числе коэффициент вариации интервала.

2.2. С использованием результатов анализа алгоритмов функционирования ATM-коммутатора для достаточно общих условий ( в частности - для прерывистого пуассоновского IPP входящего потока ячеек) предложены рекуррентные модели исходящего потока ячеек и потока отсчетов на входе восстанавливающего фильтра. Показана степень их соответствия предложенной модели с пуассоновским распределением интервала.

2.3. Определена аналитическая зависимость характеристик потока отсчетов речевого сообщения от параметров функционирования ATM-коммутатора. Эта и подобные ей зависимости составляют основу для анализа элементов сети (в частности, ATM-коммутатора) с позиций удовлетворения требуемым показателям качества, а также с учетом этих показателей формировать рекомендации по усовершенствованию синтезу) алгоритмов функционирования элементов (в частности, АТМ-коммутатора).

3. С использованием выбранных моделей речевого сообщения, разработанных моделей потока отсчетов, известных методов оценки отношения сигнал/шум квантования, результирующего отношения сигнал/шум и связанного с ним показателя разборчивости сформирована методика полностью аналитического оценивания качества передачи речи в сетях с пакетной коммутацией (АТМ-сетях).

Вторым ключевым элементом методики ( после отмеченной выше разработки моделей потока) является математический аппарат определения отношения сигнал/шум дискретизации и восстановления речевого сообщения. Основными результатами разработки этого аппарата и результатами методики в целом являются следующие.

3.1. Решена задача определения качества восстановления (интерполяции, фильтрации) непрерывного стационарного центрированного случайного сообщения (первичного сигнала) с заданным энергетическим спектром после его представления рекуррентным потоком отсчетов с заданной плотностью распределения вероятностей интервала между соседними отсчетами. Определено отношение мощности сигнала к мощности шума восстановления для произвольного восстанавливающего фильтра, а также для практически важного случая использования восстанавливающего ФНЧ. Рассмотрена ситуация предварительного ограничения спектра речевого сообщения ( «предыскажения» сообщения) для произвольного предыскажающего фильтра и предыскажающего ФНЧ.

3.2. Задача определения качества восстановления решена и подробно представлена результатами вычислений в сформулированных условиях для предложенной рекуррентной модели потока отсчетов с пуассоновским распределением интервала,на основании которых сделаны следующие выводы:

- при заданной относительной частоте среза восстанавливающего фильтра и при увеличении относительной интенсивности дискретизации выше порогового значения (при котором ложные составляющие спектра перестают попадать в полосу пропускания восстанавливающего фильтра) ОСШ определяется только динамической составляющей погрешности, которая естественно не изменяется по мере дальнейшего увеличения относительной интенсивности дискретизации, поскольку зависит лишь от выбора относительной частоты среза предыскажающего фильтра.

- при заданных относительных частотах среза предыскажающего и восстанавливающего фильтров и сверхпороговых значениях относительной интенсивности дискретизации вид распределения вероятностей интервала в потоке отсчетов на входе восстанавливающего фильтра не влияет на ОСШ. при сверхпороговых значениях относительной частоты дискретизации увеличение относительных частот среза предыскажающего и восстанавливающего фильтров приводит к увеличению ОСШ за счет снижения динамической составляющей погрешности в результате уменьшения доли составляющей спектра дискретизируемого сигнала, отсекаемой предыскажающим фильтром.

3.3. С использованием рекуррентной модели потока с пуассоновским распределением интервала выполнено оценивание качества восстановления речи при ее пакетной коммутации на примере АТМ-коммутатора и пакетизации в ячейки речевых отсчетов, полученных в соответствии с рекомендацией в. 711.

Анализ функционирования АТМ-коммутатора позволил сделать следующие выводы:

- качество воспроизведения речевых сообщений, переносимых в ячейках потока нового соединения естественно ниже по сравнению с потоком существующего соединения. Проигрыш увеличивается с ростом нагрузки р потока ячеек существующего соединения, достигая разницы в показателях слоговой разборчивости 8-10 процентов в предельном случае р =1. Качество возрастает с ростом емкости выходного буфера АТМ-коммутатора. Для условий рассмотренного примера при фиксированной нагрузке р=0,5 увеличение емкости буфера от К=20 до К=50 приводит к увеличению разборчивости с 55 до 85 процентов, то есть к переходу от неудовлетворительного к отличному качеству. При фиксированной емкости буфера качество ухудшается с ростом нагрузки р. В случае учета ухудшения качества за счет предыскажения речевого сигнала значение разборчивости при фиксированной емкости буфера и стремлении нагрузки к нулю стремится к предельному значению 73,7 процента, определяемому лишь процедурой предыскажения и соответствующему значению 18,1 дБ отношения сигнал/шум этой процедуры. Если же влияние процедуры предыскажения не учитывается, то значение разборчивости при фиксированной емкости буфера и стремлении нагрузки к нулю стремится к предельному значению разборчивости 90,9 процента, определяемому стандартной (согласно рекомендации 0.711) процедурой квантования и соответствующему значению 39,3 дБ отношения сигнал/шум этой процедуры.

3.4. Допустимое, по мнению ряда источников, значение 0,001 вероятности отбраковки ячейки соответствует приведенному пороговому значению разборчивости, которое, в свою очередь, достаточно хорошо корреспондируется с известными градациями качества. В этом примере заключается одно из подтверждений адекватности предлагаемой методики аналитического оценивания качества, близости его результатов с известными экспертными оценками.

3.5. Используя те или иные градации и задаваясь требованиями к качеству, можно определять пределы допустимых изменений параметров

ОСНОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ

УЦСИО - узкополосная цифровая сеть интегрального обслуживания ШЦСИО - широкополосная цифровая сеть интегрального обслуживания МЦСС - магистральная цифровая сеть связи СЦИ - синхронная цифровая иерархия

МЦКСС - магистральная цифровая коммутационная сеть связи

ФЖТ - федеральный железнодорожный транспорт

ОбТС - общетехнологическая сеть связи

ОКС-7 - сеть общеканальной сигнализации N 7

BOJIC - волоконно - оптическая линия связи

ATM - асинхронный режим передачи

АТС - автоматическая телефонная станция

БКК - быстрая коммутация каналов

АСУ - автоматизированная система управления

БКП - быстрая коммутация пакетов

ТфОП - телефонная сеть общего пользования

MP-MLQ - множественная импульсная, многоуровневая квантизация LD-CELP - кодек с управляемым кодом линейным предсказанием и малой задержкой

FR (Frame Relay) - служба передачи кадров

FCS - быстрая коммутация пакетов

MRFCS - быстрая многоскоростная коммутация каналов

LAPB - сбалансированная процедура доступа к каналу CRC - циклическая избыточная проверка

CBR - выделение канала с фиксированной пропускной способностью

НЕС - контроль ошибок в заголовке

CL - службы неориентированные на соединение rt-VBR - выделение канала в пределах коридора (min - max)

AAL - уровень адаптации ATM

UDP - датаграмный протокол пользователя

STM - синхронный транспортный модуль

IP - основной протокол сетевого уровня

Рт(т) - плотность распределения интервала Тп между соседними событиями отсчетами

Ст - коэффициент вариации - показатель степени нерегулярности потока - интенсивность потока m - количество отсчетов в пакете ах - среднеквадратическое отклонение сигнала g - коэффициент

Af- эффективная ширина спектра о] - дисперсия сигнала

Fj -частота среза предыскажающего фильтра нижних частот.

Sx.(co) - спектральная плотность мощности речевого сообщения

Ps / PNd - Отношение мощности сигнала к мощности шума восстановления

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Иваний, Юрий Борисович, 2001 год

1. Назаров А.Н., Симонов М.В. ATM: Технология высокоскоростных сетей. М. ЭКО-ТРЭНДЗ, 1999.-252с.

2. Захаров Г. П. Статистика телефонной связи зарубежных стран // Техника средств связи, сер. ТПС, 1989, вып. 1,с. 108-120.

3. Горелов Г.В., Казанский H.A., Иваний Ю.Б. Перспективы применения цифровых систем коммутации для организации ЦСИО железнодорожного транспорта // Материалы восьмой межрегиональной конференция МНТО РЭС им. A.C. Попова, Тез. Докл. М.-1998, с. 121-123.

4. Горелов Г.В., Казанский H.A., Иваний Ю.Б., Пчелинцев A.B. Цифровые АТС в ведомственных сетях связи // Мир связи, М. N10, 2000г., с.82-85.

5. Буассо М. и др. Введение в технологию ATM: Пер. с англ. / М.Буассо, М. Деманж, Ж-М. Мюнье Под ред. В.О.Шварцмана. -М.: Радио и связь, 1997. -128 е.: ил.

6. Захаров Г. П., Ревельс В.П., Симонов М.В., Геков В.В. Статистическое уплотнение цифровых трактов связи //Техника средств связи, сер. ТПС, 1990, вып.4. с. 3-12.

7. Amstutz S. Burst switching an update //IEEE Communication Magazine, Vol. 27, N9, September 1989. p. 15-18.

8. Гольдшгейн Б.С. Протоколы сети доступа. Том 2. М.: Радио и связь, 1999.-317с.:ил.

9. Бакланов И. Г. ISDN и Frame Relay: технология и практика измерений. М. ЭКО-ТРЭНДЗ, 1999. -185 с.

10. Разживин И. А., Ильюшина С.М., Булыгина JI.B. Техническая реализация зарубежных интегрированных сетей связи с коммутацией пакетов // Техника средств связи, сер. ТПС, 1990, вып. 4. с.70-84

11. Разживин И.А. Коммутационная техника ШЦСИО // Техника средств связи, сер. ТПС, 1992, вып.1. с.23-38, 80-85

12. Coudreuse J.P. Les reseaux temps asynchronous: du transfert de donnees a F image animee // L'Echo des Recherches, N1 12, 1983.

13. Горелов Г.В., Кинтана M. Квантование по уровню при статистическом уплотнении цифровой системы передачи. Радиотехника. -1992, N3. с.3-4.

14. Фан Г. Акустическая теория речеобразования. М.: Наука, 1964г., 283с.

15. Горелов Г.В., Ромашкова О.Н., Иваний Ю.Б. Качество фильтрации при пуассоновском распределении интервала в потоке отсчетов на входе восстанавливающего фильтра. Информационно-управляющие системы на ж.д. транспорте. -2000, N4. -с.68-75.

16. Клейнрок Л. Теория массового обслуживания: Пер. с англ./ Под ред. В.И.Неймана. -М.-.Машиностроение, 1979. -432 с.

17. Горелов Г.В. Нерегулярная дискретизация сигналов. М.: Радио и связь, 1982.-256с.

18. Karol M. J., Hluchyj M. J., and Morgan S. P., a Input versus output queuing on a space-division packet switch, IEEE Trans. CoCommun., vol. COM-35, pp. 1347-1356.Dec.1987.

19. Oie Y., Murata M., Kubota K., and Miyahara H., "Effect of speedup in nonblocking packet switch," in Proc IEEE Int. Conf. Commun. 1989, Boston, MA, June 1989, pp.810-814.

20. Oie Y., Suda Т., Murata M., and Miyahara H., "Survey of switching techniques in high-speed networks and their perfomance," accepted for presentation at IEEE Int. Conf. Commun. 1990.

21. Сапожков M. А. Речевой сигнал в кибернетике и связи. М.: Связьиздат. 1963., -373с.

22. Величкин А. М. Амплитудное ограничение речи. "Акустический журнал", 1962, вып.2., -117с.

23. Величкин А.И. Передача аналоговых сообщений по цифровым каналам связи. М.: Радио и связь, 1983. -240с.

24. Римский-Корсаков А.В. Статистическое свойство радиовещательного канала. Акустический журнал, 1960, N6.

25. Горелов Г. В., Казанский Н. А., Лукова О. Н. Методика оценки качества пакетной передачи речи в интегральных цифровых сетях. Электросвязь, № 9. 1992, с.31-33.

26. Горелов Г.В., Казанский H.A. Математические модели доставки сообщений к мобильным абонентам в сотовых и телефонных сетях связи. Тезисы международной научно-технической конференции ПФИС-91. Часть 1, Новосибирск 1991 с. 88-95

27. Фомин A.B. Помехоустойчивость систем передачи непрерывных сообщений.-М. Советское радио, 1975.-302с.

28. Бронштейн И.П., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. 13-е изд., исправленное. -М.: Наука, гл. ред. физ.-мат. лит., 1986-544с.

29. Коршунов С.Е., Плотник М.А., Котов В.К. Аппаратура линейного тракта системы передачи ИКМ 120Т для организации технологической связи по симметричным кабелям. // АТС. N 2 1995 с.2-6.

30. Котов В.К. Коршунов С.Е., Казанский А.Ю). Проектирование линейных трактов системы передачи ИКМ 120Т. //Автоматика, телемеханика и связь N1. 1995 с. 2-4.

31. Горелов Г.В., Иванов A.B. Устройство для передачи и приема информации А.С.1 520471 (СЛСР)

32. Горелов Г.В., Ромашкова O.K., Чан Туан Ань. Свойства энергетического спектра сообщения вьетнамской речи. // Четвертая межрегиональная конференция МНТО РЭС им. А.С.Попова, Тез. Докл., М. -1995, с. 100-102.

33. Вемян В.Г. Передача речи по сетям электросвязи. М.: Радио и связь, 1985.272 с.

34. Никонов A.B. О совместном влиянии динамической компрессии сигналов и реверберации студии на разборчивость речи. Тр. ВНИИТР, 1978, вып. 10(29), с. 80-83.

35. Oie Y., Murata M. Kubota К., Miyahara H., "Effect of speedup in nonblocking packet switch," in Proc IEEE Int. Conf. Commun. 1989, Boston, MA, June 1989, pp. 810-814.

36. Бессарабский А. Ю. Передача голоса по сетям ATM. M.: Сети и системы связи, 1998. с. 47-63

37. Горелов Г.В., Казанский H.A., Иваний Ю.Б., Пчелинцев A.B. Методика многокритериального выбора цифровых АТС для сети связи железнодорожного транспорта // Материалы третьей международной научно-технической конференции, Тез. Докл. М.-1999, с. 96-98.

38. Иваний Ю.Б. Разработка рекомендаций по выбору и использованию цифровых АТС в сетях связи дороги., НИОКР, Тема 82/99, per. №99301049 (ЦНИИТЭИ), Раздел 3.

39. Тобаги Ф.А. Архитектуры высокоскоростных коммутаторов пакетов для широкополосных цифровых сетей интегрального обслуживания // ТИИЭР, 1990, N1, с. 105-142.

40. Ahmadi Н. And Denzel W/Е/ A survey of modern high-perfomance switching techniques // IEEE J., Sep. 1989, v. SAC-7, N 7, p. 1091-1103.

41. Разживин И.А. Техника коммутации B-ISDN //Средства связи (НИИ «Экое»), 1991, вып. 3, с. 36-47.

42. Назаров А.Н., Симонов М.В. ATM: Технология высокоскоростных сетей. М. ЭКО-ТРЭНДЗ, 1999.-252С.

43. Brans J.P. and Vinke Р.Н., "A Preference Ranking Organization Method (The PROMETHEE: Method for Multiple Criteria Decision Making)", Management Science, Vol. 31,1985, pp. 647-656.

44. Brans J.P., Vinke P.H. and Mareschal В., "PROMETHEE: A Name Family of Outranking Methods in Multicriteria Analysis", in J.P. Brans, ed., Operations Research ' 84, Elsevier Sciens Publishers, 1984, pp. 477-490.

45. Советов В. Я. Моделирование систем. М.: Машиностроение, 1987.

46. Горелов Г.В., Казанский Н.А., Иваний Ю.Б., Пчелинцев А.В. Выбор и использование цифровых АТС в ведомственных сетях связи // ВКСС Connect, M.N2, 2000г., с. 107-126.

47. Цифровая обработка и передача речи/ Под ред. О.И.Шелухина.- М. Радио и связь, 2000.-456с.145

48. Горелов Г.В. Качество воспроизведения речи в стохастических цифровых системах передачи.//Автоматика и вычислительная техника. 1993.-N5. с.40-43.

49. Горелов Г.В., Ромашкова О.Н., Иваний Ю.Б. Приложение методики аналитического оценивания качества цифровой передачи речи к задачам технологии ATM // ВКСС Connect, М. N1, 2001г., с. 111-119.

50. Качество управления речевым трафиком в телекоммуникационных сетях / Под ред. Г.В. Горелова.- М. Радио и связь, 2001.-112с.