Tài liệu PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ THOẠI TRONG MẠNG VoIP, chương 10 doc

CHƯƠNG 10
ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG THOẠI
TRONG MẠNG
VoIP BẰNG MÔ HÌNH- E
4.1 Giới thiệu mô hình E
Mô hình E là một mô hình đánh giá chất lượng truyền dẫn
cho điện thoại cầm tay băng tần hẹp (300Hz đến 3400Hz). Mô
hình
được hình thành và phát triển từ những năm 1993-1996 bởi
m
ột nhóm nghiên cứu của tổ chức ETSI khi nghiên cứu về "chất
lượng truyền thông thoại từ miệng đến tai qua mạng đối với máy
điện thoại cầm tay, băng tần 3,1kHz". Mô hình E được đưa ra lần
đầu tiên trong báo cáo ETR 250 [1] của ETSI vào năm 1996.
Nhóm Study Group 12 (SG12) c
ủa ITU-T đã nghiên cứu và mở
rộng mô hình, đến tháng 12/1998 ITU-T phê chuẩn mô hình E
thành khuy
ến nghị G.107 mang tên: mô hình E, một mô hình tính
toán s
ử dụng trong việc lập kế hoạch truyền dẫn.
Trước khi xuất hiện mô hình E đã có 4 mô hình tính toán
khác nhau để dự đoán chất lượng truyền dẫn từ các phép đo khách
quan. Các mô hình đó là [4]:
 Mô hình "Transmission Rating " xuất phát từ Mỹ và
Canada
 Mô hình "CATNAP83" của Bristish Telecom
 Mô hình "Information Index" của Pháp
 Mô hình "OPINE" của nhóm NTT, Nhật Bản
B
ốn mô hình này đã được tổng hợp thành cơ chế

:"Transmission Quality Index" . Các mô hình đều mang tính đơn
giản hoá và chỉ có một số tham số giới hạn. Trong đó, suy hao và
nhiễu là những yếu tố quan trọng, ngoài ra không chú ý tới ảnh
hưởng của bộ mã hoá tốc độ thấp. Do ra đời trước khi xuất hiện thị
trườ
ng viễn thông không theo quy tắc cũ, khi mà các nhà quản trị
viễn thông có thể điều khiển mạng của họ trong từng chi tiết mang
tính k
ĩ thuật lớn, nên các mô hình này không phù hợp với các
m
ạng hiện đại. Mô hình E được phát triển hoàn thiện hơn. Cũng sử
dụng những thuật toán và khái niệm trong các mô hình trước, song
mô hình E quan tâm nhi
ều tới trễ, tiếng vọng, quá trình xử lý tín
hi
ệu số thay vì suy hao và nhiễu như các mô hình trước đây, do đó
rất phù hợp với mạng viễn thông hiện đại.
Mô hình E
đánh giá chất lượng truyền dẫn thoại theo tham số
truyền dẫn đầu ra R. Tham số R được tính toán dựa vào tất cả các
y
ếu tố gây suy hao trên đường truyền. Từ giá trị R có thể dự đoán
mức độ hài lòng của người sử dụng dịch vụ trong mạng hoặc
chuyển đổi sang một số giá trị tương đương khác đã được sử dụng
trước đó như MOS, GoB, POW.
Với thuật toán tính toán dựa trên các suy hao trên toàn bộ kết
n
ối, mô hình E đã đánh giá được một cách toàn diện hiệu năng của
m
ạng, tổng hợp tất cả các yếu tố có thể ảnh hưởng đến chất lượng

tho
ại mà không chỉ chú ý tới một tham số riêng lẻ nào. Do đó mô
hình E đặc biệt thích hợp cho công việc lập kế hoạch truyền dẫn.
Công vi
ệc này được tiến hành bởi các nhà thiết kế mạng để lập ra
m
ột mô hình mạng mới hoặc nâng cấp các mạng cũ. Khi đó mô
hình E được sử dụng để dự đoán mức độ hài lòng của người dùng
đối với các dịch vụ do mạng cung cấp trước khi triển khai dịch vụ
đó trên thị trườ
ng. Từ đó có thể điều chỉnh thiết bị để cho chất
lượng truyền dẫn tốt nhất.
Cùng v
ới sự ra đời của mô hình E trong khuyến nghị ITU-T
G.107 là m
ột loạt các khuyến nghị khác có liên quan như G.108:
hướ
ng dẫn về mô hình E và việc lập kế hoạch mạng, G.109: Định
ngh
ĩa chất lượng truyền dẫn thoại, G.113: Chi tiết về các tham số
truyền dẫn… Việc sử dụng mô hình E là cần thiết để thiết kế lập kế
hoạch mạng. Các phương pháp đánh giá chất lượng truyền dẫn
tho
ại truyền thống như phương pháp đánh giá chủ quan theo MOS
không xét đến ảnh hưởng của các yếu tố gây suy hao chính trong
m
ạng như trễ, tổn hao gói… Mô hình E được đánh giá là một công
cụ phù hợp nhất trong việc tính toán tham số truyền dẫn để đánh
giá chất lượng truyền dẫn thoại.
Mô hình E ngày càng

được sử dụng rộng rãi hơn trên thế
giới, đồng thời việc nghiên cứu và phát triển mô hình vẫn đang
đượ
c tiến hành. Các phiên bản mới của nó đã được đưa ra để khắc
ph
ục một số nhược điểm như phiên bản vào tháng 5/2000, phiên
b
ản mới nhất vào năm 2001. Hiện nay, mô hình E vẫn đang được
nghiên c
ứu sâu hơn để có thể áp dụng phổ biến trong mạng.
4.2 Cấu trúc và thuật toán mô hình E
Nguyên tắc cơ bản của mô hình E dựa trên một cấu hình
tham kh
ảo về kết nối điện thoại từ đầu cuối đến đầu cuối (end-to-
end), trong đó xuất hiện tất cả các tham số truyền dẫn ảnh hưởng
đến chất lượng thoại thu được.


Hình 4.1 Cấu hình tham khảo của mô hình E.
C
ấu hình tham khảo của mô hình E như trong hình 4.1, trong
đó chia kết nối end-to-end thành phía gửi và phía nhận bằng một
trung tâm
ảo gọi là điểm 0dBr. Mô hình sẽ đánh giá chất lượng
tho
ại thu được tại phía nhận, tức là phía người nghe trong một
cu
ộc gọi. Đây cũng là phía phải chịu ảnh hưởng của các loại suy
hao trong khi nói như sidetone, nhiễu phòng, tiếng vọng. Cấu hình
tham kh

ảo này gồm một mạch vòng 4 dây để có thể nhận biết được
các suy hao do ti
ếng vọng bộ nói, tiếng vọng bộ nghe. Tham số của
m
ạch vòng gồm có WEPL, Tr. Các tham số SLR, RLR, và Nc
được xác định tại điểm 0dBr. Nhiễu phòng P và hệ số D được phân
bi
ệt ở phía gửi và phía nhận. Do chất lượng thoại được đánh giá tại
phía nh
ận nên để tính đến ảnh hưởng của các loại suy hao đến phía
nh
ận, một số tham số liên quan được xem xét tại phía nhận như
STMR, LSTR và TELR. Tất cả các tham số đầu vào khác được xác
định giá trị cho toàn bộ kết nối. Hình 3.7 chỉ rõ các tham số đầu
vào này. Ph
ần dưới đây sẽ giải thích ý nghĩa của từng tham số.
Các thu
ật ngữ và tham số sử dụng trong mô hình E đã được
định nghĩa trong một số khuyến nghị loại P và loại G có liên quan
đến truyền dẫn của ITU-T. Trong đó [4]:
 OLR (Overall Loudness Rating): Trong việc lập kế
hoạch truyền dẫn, Loudness Rating là một phép đo để
xác định suy hao cường độ
, hay còn gọi là suy hao
điện-âm (electro-acoustic loss) giữa hai giao diện nào
đó trong mạng (được tính bằng đơn vị dB). Nếu kênh
truy
ền dẫn chia thành nhiều đoạn thì LR của toàn mạch
s
ẽ bằng tổng các LR thành phần. Trong mô hình E,

OLR là suy hao cường độ giữa miệng thuê bao nói và
tai thuê bao nghe trong k
ết nối.
 SLR (Send Loudness Rating): Là suy hao cường độ giữa
mi
ệng thuê bao nói và điểm 0dBr.
 RLR (Receive Loudness Rating): Là suy hao cường độ
giữa điểm 0dBr và tai của thuê bao nghe.
 TELR (Talker Echo Loudness Rating): Là suy hao tín
hi
ệu thoại vọng của người nói đến chính tai họ sau khi
b
ị trễ qua mạng.
 STMR (Talker’s Sidetone, Sidetone Masking Rating):
Là suy hao cường độ tín hiệu từ miệng người nói đến
chính tai h
ọ qua đường sidetone điện.
 LSTR (Listener’s Sidetone Rating): Là suy hao cường
độ của nhiễu phòng đến tại thuê bao thông qua đường
sidetone điện.
 Factor (D ): Hệ số D là sự chênh lệch độ nhạy (dB) của
microphone gi
ữa âm thanh thoại và các nguồn nhiễu
khác (nhi
ễu phòng), D = STMR - LSTR. Trong mô
hình h
ệ số D gồm Ds và Dr: là hệ số cho phía gửi và
phía nh
ận.
 WEPL (Weighted Echo Pass Loss): Sự chênh lệch tổn

hao cường độ âm lượng giữa tín hiệu âm thanh thoại
tr
ực tiếp của người nói và tín hiệu thoại vọng mà người
nghe nh
ận được.
 qdu (Quantizing Distortion Unit): Là đơn vị nhiễu
lượng tử, nhiễu này sinh ra do quá trình mã hoá và giải