2015-08-21
715
Технологія передачі голосу по Іp- мережі замість класичної мережі з комутацією каналів передбачає конфігурацію з установкою шлюзів. Шлюз забезпечує стиск інформації (голосу), конвертування її в Іp- Пакети й напрямок в Іp-мережу. Із зворотної сторонни шлюз здійснює зворотні дії: розшифрування й розформування пакетів викликів. У результаті звичайні телефонні апарати без проблем ухвалюють ці виклики.
Таке перетворення інформації не повинне значно спотворити вихідний мовний сигнал, а режим передачі зобов'язано зберегти обмін інформацією між абонентами в реальному масштабі часу.
Більш повно основні функції, виконувані шлюзом, полягають у наступному.
• Реалізація фізичного інтерфейсу з телефонної й Іpмережею.
• Детектування й генерація сигналів абонентської сигналізації.
• Перетворення сигналів абонентської сигналізації в пакети даних і назад.
• Перетворення мовного сигналу в пакети даних і назад.
• З'єднання абонентів.
• Передача по мережі сигналізаційних і мовних пакетів.
• Роз'єднання зв'язку.
Більша частина функцій шлюзу в рамках архітектури TCP/ІP реалізуються в процесах прикладного рівня.
Наявність різнопланових з обчислювальної точки зору функцій, виконуваних системою, породжує проблему її програмної й апаратної реалізації. Раціональний розв'язок цієї проблеми засноване на використанні розподіленої системи, у якій управлінські завдання й зв'язок з мережею здійснюється за допомогою універсального процесора, а розв'язку завдань сигнальної обробки й телефонного інтерфейсу виконуються на цифровому процесорі обробки сигналів.
Схема обробки сигналів у шлюзі при підключенні аналогового двухпроводного телефонного каналу PSTN показана на рисунку 8.
Рисунок 8- Схема обробки сигналів у шлюзі
Телефонний сигнал із двухпроводної абонентської лінії надходить на диференціальну систему, яка розділяє приймальню й передавальну частини каналу. Далі сигнал передачі разом з "просочившейся" частиною сигналу приймання подається на аналого-цифровий перетворювач (ADC) і перетворюється або в стандартний 12- розрядний сигнал, або в 8- розрядний сигнал, закодований по µ- або А- Закону. В останньому випадку обробка повинна також включати відповідний экспандер. В обладнанні луна- компенсації (Echo canceller) із сигналу передачі віддаляються залишки прийнятого сигналу. Луна- Компенсатор являє собою машинний нерекурсивний фільтр, довжина пам'яті (порядок) якого й механізм адаптації вибираються такими, щоб задовольнити вимогам рекомендації МСЭ- Т G.165. Для виявлення й визначення сигналів внутрішньополосної багаточастотної телефонної сигналізації (МГ сигналів), сигналів частотного (DTMF) або імпульсного наборів використовуються детектори відповідних типів. Подальша обробка вхідного сигналу відбувається в мовному кодері (Speech Coder). В аналізаторі кодера сигнал сегментується на окремі фрагменти певної тривалості (залежно від методу кодування) і кожному вхідному блоку зіставляється інформаційний кадр відповідної довжини.
Частина параметрів, обчислена в аналізаторі кодера, використовується в блоці визначення голосової активності (VAD - voіce actіvіty detector), який вирішує, чи є поточний аналізований фрагмент сигналу мовою або паузою. При наявності паузи інформаційний кадр може не передаватися в службу віртуального каналу. На сеансовый рівень передається лише кожний п'ятий "паузний" інформаційний кадр. Крім того, при відсутності мови для кодування поточних спектральних параметрів використовується більш короткий інформаційний кадр. На прийомній стороні з віртуального каналу в логічний надходить або інформаційний кадр, або прапор наявності паузи. На паузних кадрах замість мовного синтезатора включається генератор комфортного шуму (Noіse Generator), який відновлює спектральний склад паузного сигналу. Параметри генератора обновляються при одержанні паузного інформаційного кадра. Наявність інформаційного кадра включає мовний декодер, на виході якого формується мовний сигнал. Для луна- компенсатора цей сигнал є сигналом далекого абонента, фільтрація якого дає складову електричної луни в переданому сигналі. Залежно від типу цифро-аналогового перетворення (DAC) сигнал може бути підданим додатковому кодуванню або А - або µ- закону. Можна виділити наступні основні проблеми цифрової обробки сигналів у шлюзі.
При використанні двопроводних абонентських ліній актуальною залишається завдання эхокомпенсації, особливість якої полягає в тому, що компенсувати необхідно два різні класи сигналів мови й телефонної сигналізації. Дуже важливим є завдання виявлення й детектування телефонної сигналізації. Її складність полягає в тому, що службові сигнали можуть перемішуватися із сигналами мови.
З побудовою кодеків тісно зв'язане завдання синтезу VAD. Основні труднощі полягають в вірному детектуванні пауз мови на тлі досить інтенсивного акустичного шуму (шум офісу, вулиці, автомобіля і т.д.)
