Nghiên cứu ứng dụng công nghệ điện thoại trên Internet.

Nghiên cứu ứng dụng công nghệ điện thoại trên Internet ( Internet Telephony)
TABLE OF CONTENTS
CHƯƠNG1 u th v xu hng phỏt trin ca in thoi Internet: ............................ 7
1.1 Nhng u th ca dch v thoi qua internet. ................................................ 7
1.2 S phỏt trin ca cỏc dch v in thoi Internet: ......................................... 9
1.2.1 Thoi thụng minh ......................................................................................... 10
1.2.2 Dch v tớnh cc cho b gi ........................................................................ 10
1.2.3 Dch v Callback Web ................................................................................. 10
1.2.4 Dch v fax qua IP ....................................................................................... 11
1.2.5 Dch v Call center ..................................................................................... 11
1.3 Th trng hin nay ........................................................................................ 11
1.4 Xu hng th trng thoi Internet trong tng lai ................................... 14
CHƯƠNG2 Cụng ngh c s ......................................................................................... 16
2.1 K thut nộn tớn hiu thoi ............................................................................ 16
2.1.1 Tng quan ...................................................................................................... 16
2.1.2 Nguyờn lý chung ca b mó hoỏ CELP ....................................................... 19
2.1.3 Nguyờn lý mó hoỏ CS-ACELP ..................................................................... 21
2.1.3.1 Nguyờn lý chung cu b mó hoỏ ........................................................... 21
2.1.3.2 Nguyờn lý b mó hoỏ CS-ACELP ........................................................ 22
2.1.3.3 Nguyờn lý b gii mó CS-ACELP ....................................................... 23
2.1.4 Chun nộn G.729A ....................................................................................... 26
2.1.5 Chun nộn G.729B ........................................................................................ 27
2.2 Bỏo hiu DTMF (Dial tone Multi Frequency ) ............................................. 29
2.2.1 Bỏo hiu DTMF qua bn tin UserInputIndication ...................................... 29
2.2.1.1 Thit b u cui thu phỏt DTMF ......................................................... 30
2.2.1.2 Gateway thu phỏt DTMF ....................................................................... 30
2.2.1.3 Gate Keeper thu v phỏt cỏc tớn hiu õm thanh D.323. ....................... 30
2.2.2 DTMF c truyn thụng qua giao thc thi gian thc RTP (Real time
Transport Protocol) ................................................................................................ 31
2.3 Kh ting vng ................................................................................................. 31
2.4 C ch bo mt. ............................................................................................... 32

Phạm Việt Dũng lớp DTTH1 K40 Trờng Đại học Bách khoa Hà Nội 1
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ điện thoại trên Internet ( Internet Telephony)
2.4.1 Định nghĩa và khái niệm ............................................................................... 34
2.4.2 Thu tục Authentication giữa hai đầu cuối .................................................... 35
2.4.2.1 Thủ tục Authentication của Diffie-Hellman ......................................... 35
2.4.2.2 Thủ tục Authentication dựa vào nhận dạng. ......................................... 36
2.4.3 Thủ tục Authentication giữa đầu cuối và Gatekeeper ................................. 36
2.4.3.1 Thủ tục Authentication không có thông tin ngầm định trước. ............. 36
2.4.3.2 Thủ tục Authentication dựa trên thông tin ngầm định trước .............. 37
2.4.4 Thủ tục mã hoá bảo mật luồng dữ liệu. ....................................................... 37
2.4.5 Xử lý khi nhận thấy mất an toàn .................................................................. 37
2.4.6 Ví dụ bảo mật bằng cách sử dụng Token ..................................................... 37
CH¦¥NG3 Cấu trúc mạng và cấu hình chuẩn của mạng IP. ..................................... 39
3.1 Tổng quan về cấu hình chuẩn của mạng VoIP ............................................ 39
3.2 Các cấu hình chuẩn và chức năng của các phần tử ..................................... 40
3.2.1 Thiết bị đầu cuối .......................................................................................... 40
3.2.2 Mạng truy nhập IP ........................................................................................ 41
3.2.3 Gatekeeper (GK) ........................................................................................... 41
3.2.4 Gateway(GW) ............................................................................................... 42
3.3 Các giao diện chuẩn ....................................................................................... 45
3.3.1 Một thí dụ về cấu hình mạng VoIP ............................................................. 47
CH¦¥NG4 Xử lý cuộc gọi và tính cước ....................................................................... 49
4.1 Đăng ký dịch vụ ............................................................................................. 49
4.2 Thiết lập cuộc gọi ............................................................................................ 50
4.2.1 Cuộc gọi từ đầu cuối H.323 tới thuê bao trong SCN. ................................. 50
4.2.2 Cuộc gọi thuê bao trong mạng SCN tới đầu cuối H.323: ........................... 52
4.2.3 Phối hợp hoạt động với báo hiệu DTMF: .................................................... 54
4.2.4 Lựa chọn nhà cung cấp mạng: ..................................................................... 55
4.3 Thực hiện cuộc gọi ........................................................................................... 55
4.3.1 Khái niệm chung ........................................................................................... 55

4.3.2 Các trường hợp ngoại lệ trong giai đoạn thực hiện cuộc gọi ...................... 55
4.4 Giải phóng cuộc gọi: ........................................................................................ 55
4.5 Nhận dạng thuê bao chủ gọi ........................................................................... 56
4.6 Mô hình tính cước và cách tính cước trong mạng VOIP ............................. 56
Phạm Việt Dũng lớp DTTH1 K40 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 2
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ điện thoại trên Internet ( Internet Telephony)
CH¦¥NG5 Đánh số và chuyển đổi địa chỉ ................................................................... 62
5.1 Yêu cầu chung .................................................................................................. 62
5.1.1 Yêu cầu với cuộc gọi từ IP đến PSTN: ........................................................ 62
5.1.2 Yêu cầu đối với cuộc gọi từ PSTN đến IP: .................................................. 63
5.1.3 Yêu cầu đối với cuộc gọi từ PSTN đến IP đến PSTN: ................................ 63
5.1.4 Yêu cầu đối với cuộc gọi từ IP đến PSTN đến IP: ...................................... 63
5.1.5 Các phương thức quay số: ............................................................................ 64
5.1.6 Các số lựa chọn ............................................................................................. 64
5.2 Phương pháp đánh số thuê bao: .................................................................... 65
5.2.1 Yêu cầu đối với quy tắc đánh số: ................................................................. 65
5.2.2 Quy tắc đánh số để hỗ trợ tại giao diện đối với mạng PSTN: .................... 66
5.2.3 Phương pháp đánh số thuê bao .................................................................... 66
5.2.3.1 Quy tắc của IETF .................................................................................. 66
5.2.3.2 Khuyến nghị của ETSI .......................................................................... 67
5.3 Phương pháp chuyển đổi số E.164 và địa chỉ IP: ......................................... 70
5.3.1 Khuyến nghị của IETF ................................................................................ 70
5.3.2 Định tuyến cho các loại hình dịch vụ .......................................................... 71
5.4 Phương pháp định tuyến giữa PSTN và IP ................................................... 73
5.4.1 Cách thứ nhất ............................................................................................... 73
5.4.2 Cách thứ hai. ................................................................................................. 73
5.4.3 Cách thứ ba ................................................................................................... 73
5.5 Kết luận ............................................................................................................ 73
CH¦¥NG6 Đánh giá chất lượng dịch vụ ...................................................................... 75
6.1 Đánh giá theo chủ quan ................................................................................. 75

6.2 Đánh giá theo khách quan .............................................................................. 76
6.3 Đánh giá theo độ trễ ....................................................................................... 78
CH¦¥NG7 Khả năng triển khai dịch vụ ...................................................................... 79
7.1 Các động lực chính ......................................................................................... 79
7.2 khả năng phổ biến dịch vụ thoại qua Internet .............................................. 79
7.2.1 Phương án 1: Dịch vụ thoại Internet là thứ yếu ........................................... 80
7.2.2 Phương án 2 :dịch vụ thoại Internet chiễm lĩnh thị trường. ........................ 81
Phạm Việt Dũng lớp DTTH1 K40 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 3
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ điện thoại trên Internet ( Internet Telephony)
7.3 Sự ảnh hưởng đến các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông ........................... 83
7.3.1 Tương lai của mạng viễn thông .................................................................... 84
7.3.2 Sự thay đổi nhu cầu của khách hàng ........................................................... 84
7.3.3 Vị trí của IP và sự liên quan với mạng chuyển mạch kênh. ....................... 84
7.3.4 Chiến lược của các nhà khai thác dịch vụ viễn thông với dịch vụ IP. ........ 86
7.3.4.1 Nhà khai thác mạng truy nhập và mạng đường dài. ............................. 87
7.3.4.2 Nhà khai thác mạng đường trục ........................................................... 88
7.3.4.3 Nhà khai thác mạng truy nhập. ............................................................. 88
CH¦¥NG8 thiết kế Gateway thoại Internet và mô tả phần mềm VIPGATE. ............. 90
8.1 Môi trường phát triển ..................................................................................... 90
8.1.1 tổng quan ...................................................................................................... 90
8.1.2 Cấu trúc phần cứng : ..................................................................................... 91
8.2 Giải pháp thiết lập bộ đệm . ........................................................................... 94
8.2.1 Phương pháp truyền dữ liệu qua 3 bộ đệm. ............................................... 103
8.2.2 Phương thức truyền dữ liệu qua hai bộ đệm. ............................................. 104
8.3 Triệt tiếng vọng .............................................................................................. 104
8.4 Phần mềm VIPGate ...................................................................................... 105
8.4.1 Giới thiệu chung ......................................................................................... 105
8.4.2 Cấu trúc chương trình ................................................................................. 105
8.4.2.1 Điều khiển xử lý cuộc gọi ................................................................... 105
8.4.2.2 Nén Tín hiệu thoại. .............................................................................. 106

8.4.2.3 Điều khiển truyền dữ liệu trên mạng IP .............................................. 106
8.4.3 Đặc tính kỹ thuật của VIPGate ................................................................... 107
8.4.3.1 Tính năng và yêu cầu kỹ thuật ............................................................ 107
8.4.3.2 Giao diện người sử dụng ..................................................................... 107
CH¦¥NG9 thử nghiệm Dịch vụ thoại Internet .......................................................... 111
9.1 Cấu hình thử nghiệm .................................................................................... 111
9.2 Cấu hình đo kiểm .......................................................................................... 111
9.3 Kết quả đánh giá chất lượng dịch vụ. .......................................................... 113
Phạm Việt Dũng lớp DTTH1 K40 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 4
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ điện thoại trên Internet ( Internet Telephony)
lời nói đầu
Đầu năm 1995 công ty VocalTec đưa ra sản phẩm phần mềm thoại qua Internet
(kết nối điểm -điểm) đầu tiên trên thế giới .Sau đó ,nhiều công ty đã đầu tư nghiên cứu
và đưa ra các sản phẩm thương mại.Tháng 3/1996 ,VocalTec kết hợp với Dialogic đã
đưa ra sản phẩm cổng kết nối PSTN và Internet đầu tiên trên thế giới.Hiệp hội các nhà
sản xuất thoại qua máy tính ECTF đã ra đời nhằm đưa ra các tiêu chuẩn thoại qua
Internet .Hiệp hội bao gồm 36 các công ty máy tính và viễn thông hàng đầu thế giới
như AT&T ,IBM,Sun Microsystems,Digital,Ericsson,v.v...
Mặc dù công nghệ thoại qua Internet đã được thương mại hoá từ năm
1995,nhưng việc nghiên cứu về lĩnh vực này ở Việt Nam còn quá ít.Với lợi thế giá
cước thấp ,dịch vụ thoại qua mạng Internet thực sự đã làm nhiều nhà kinh doanh viễn
thông quan tâm.
Trong thời gian thực tập từ 1/12/1999 em đã có may mắn được tham gia cùng nhóm
nghiên cứu ứng dụng công nghệ thoại trong mạng Internet ở Việt Nam tại phòng
Chuyển mạch Viện Khoa Học Kỹ Thuật Bưu Điện.Vì thời gian có hạn nên trong khuôn
khổ bản đồ án tốt nghiệp này chỉ xin đề cập đến những vấn đề cơ bản của công nghệ
Phạm Việt Dũng lớp DTTH1 K40 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 5
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ điện thoại trên Internet ( Internet Telephony)
Internet Telephony và những kết quả công việc mà em đã thu thập và thực hiên trong
thời gian qua.

Hiện tại dịch vụ Thoại qua Internet vẫn chưa được xem là hợp pháp ở Việt
Nam nhưng việc nghiên cứu dịch vụ này là rất cần thiết để có thể theo kịp và nắm bắt
được công nghệ mới trong tương lai.Em xin chân thành cảm ơn thày giáo Ngọ Văn
Toàn khoa điện tử viễn thông trưòng đại học Bách khoa Hà Nội,kỹ sư Nguyễn Ngọc
Thành cùng toàn thể các cán bộ nghiên cứu phòng chuyển mạch Viện Khoa học Kỹ
Thuật Bưu Điện đã giúp đỡ Em thời gian qua.
Sinh viên :Phạm Việt Dũng.
Phạm Việt Dũng lớp DTTH1 K40 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 6
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ điện thoại trên Internet ( Internet Telephony)
C h a p t e r 1
CH¦¥NG1Ưu thế và xu hướng phát triển của điện thoại Internet:
1.1 Những ưu thế của dịch vụ thoại qua internet.
Đầu năm 1995 công ty VocalTec đưa ra sản phẩm phần mềm Internet
Telephony đầu tiên trên thế giới .Sau đó nhiều công ty viễn thông lớn đã đầu tư đưa ra
những sản phẩm thương mại nhưng kết quả còn nhiều hạn chế .Gần đây cùng với sự
phát triển của công nghệ thông tin ,chât lượng của thoại Internet đã gần đạt đến chất
lượng của thoại truyền thống PSTN .Một số hãng viễn thông lớn như AT&T Sprint và
Telstra đã thông báo về việc chuyển các mạng viễn thông chủ đạo sang nền chuyển
mạch gói .Điều này có nghĩa là phần lớn lưu lượng thoại sẽ được truyền qua mạng
mạch gói trong thời gian không xa .Điện thoại qua Internet đã gây được sự chú ý mạnh
mẽ nhất và có khả năng để trở thành nền tảng cho mạng thoại công nghệ chuyển mạch
gói .Một bí quyết thành công của dịch vụ thoại qua mạng Internet là khả năng đáp ứng
như dịch vụ thoại truyền thống đặc biệt là trong thoại đường dài .
Bảng 1:Giá thành của dịch vụ thoại Internet *
Giao dịch
điện thoại
Giá chuẩn
(1)
Giá chiết
khấu (1)

Giá tiết
kiệm (1)
Giá dịch vụ thoại
qua Internet (2)
USA -Germany $1.36 $0.89 $0.78 $0.10-$0.45
USA-Ngeria $1.86 $1.41 $1.28 $0.10-$0.45
usa-Saudi Arabia $1.87 $1.40 $1.27 $0.10-$0.45
USA-Singapore $1.56 $1.03 $0.90 $0.10-$0.45
*Có hiệu lực từ 12/97
Chú ý: (1) Bảng giá trên do AT&T định cho các giao dịch điện thoại từ Mỹ tới một số
nước và được tính cho mỗi phút .Giá Chuẩn tính từ 14:00h đến 20:00h;Giá chiết khấu
được tính từ 20:00h đến 03:00h;Giá tiết kiệm được tính từ 03:00h đến 14:00h hàng
ngày.
(2) Mức giá định sẵn của dịch vụ thoại qua Internet từ Mỹ tới một số nước.
Nguyên nhân khiến dịch vụ thoại qua Internet có giá thành thấp là do hiệu quả
kỹ thuật và lợi thế kinh tế về mặt lâu dài (IDC trong ITU,1997).Theo Cian Pablo
Phạm Việt Dũng lớp DTTH1 K40 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 7
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ điện thoại trên Internet ( Internet Telephony)
Villamil ,quản lý tại Andersen Consulting:”Ban đầu người ta cho rằng cơ hội này sẽ
mất đi khi giá bắt đầu giảm xuống .Giờ đây, chúng ta mới nhận thấy rằng dịch vụ thoại
Internet có lợi thế kinh tế lâu dài do chi phí cho các thiết bị ngày càng giảm đi”
(Evagora ,1997).
Công nghệ chuyển mạch gói sử dụng hiệu quả hơn so với công nghệ chuyển mạch kênh
truyền thống .Khi mạng PSTN được lắp đặt ( vào cuối thế kỷ 19,đầu thế kỷ 20) ,thiết bị
chuyển mạch rất đắt trong khi đó chi phí cho dây dẫn lại thấp.Đến những năm 70,giá
thành của các thiết bị máy tính giảm.Vì vậy giá thành của các thiết bị chuyển mạch
cũng hạ rất nhanh ,tốc độ giảm chi phí cho lắp đặt cáp cũng không theo kịp .(Theo ý
kiến của Gordon Moore,một trong những nhà sáng lập công ty Inlel).Ngày nay các bộ
Touter với giá thành thấp đã thay thế bộ chuyển mạch và dây dẫn với giá thành đang
tăng dần ,thì những chuyển mạch gói tiết kiệm hơn,do đó sẽ cung cấp được dữ liệu có

hiệu quả hơn nhiều. Đối với chuyển mạch gói ,giá thành là khoảng 4US cents /1Kbyte,
so với 15cents /1Kbytes dữ liệu của chuyển mạch kênh
Một số người vẫn băn khoăn về việc chia tín hiệu thoại thành một số lượng lớn
các gói và việc thêm phần mào đầu vào mỗi gói để đưa ra luồng dữ liệu.Điều này ít
nhiều có ý nghĩa quan trọng trong việc cập nhật kỹ thuật nén mà được tạo ra bới các
đầu cuối của Internet hơn là nâng cấp phần cứng của PSTN .Trong hệ thống chuyển
mạch kênh ,toàn bộ phần cứng trong toàn bộ mạng cần được nâng cấp để tận dụng
được các tiến bộ của kỹ thuật nén.Các đầu cuối Internet ,các PC chuẩn có thể thực hiện
bất kể công nghệ nén tốt nhất hay không ,và bất kể là chúng ở đâu.
Khách hàng có thể sử dụng IP cho mọi việc do đó có được mạng chung cho cả
dịch vụ thoại trên Internet hoặc Intranet như multimedia.
Ngay cả trong trường hợp đơn giản nhất ,tiếng nói được chuyển qua Internet
cũng khó mà sai lệch hơn so với tiếng nói trong dạng tương tự truyền qua cáp đồng
xoắn .Vấn đề chủ yếu khi đóng gói phần mềm mã hoá tín hiệu thoại thành các gói cũng
bị biến đổi.Nhiều nhà toán học đã cho rằng phải cần đến SuperComputer hoạt động
trong vài tuần , thậm chí vài tháng để thực hiện được cuộc gọi trong hai phút.
Tính kinh tế của quy mô rất thấy rõ trong hệ thống , bởi vì Internet cũng như PSTN là
một hệ thống gồm nhiều mạng .Thậm chí một PSTN nhỏ cũng tận dụng được kết nối
với các mạng khác.
Các tiêu chuẩn chung cho dịch vụ thoại qua Internet
Hầu hết các nhà đầu tư trên thị trường đều chấp nhận tiêu chuẩn H.323 và
T.120 mà có khả năng hoạt động trong phạm vi quốc tế. (Thực hiện tiêu chuẩn này có
một ý nghĩa là bất kỳ một người sử dụng IP nào cũng có thể nói chuyện được với một
IP khác.) .Theo Fost và sullivan ,người ta hi vọng rằng tiêu chuẩn quốc tế mới này sẽ
Phạm Việt Dũng lớp DTTH1 K40 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 8
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ điện thoại trên Internet ( Internet Telephony)
dẫn đến sự tăng trưởng mạnh ở trên thị trưòng của dịch vụ thoại Internet trong những
năm tới .
Chính sách trợ giúp công cộng ,đặc biệt ở Mỹ ,đã làm cho quá trình phát triển ít
tốn kém hơn so với PSTN.Suốt trong thời gian phát triển qua, nhờ có các cơ quan nhà

nước nên người ta không cần đến bộ phận nghiên cứu và phát triển thị trường để thu
hồi vốn ít nhất là ở Mỹ ,các ISP không phải trả phí truy nhập.
Dịch vụ thoại Internet đã bỏ qua hệ thống tính giá quốc tế.Một nhà cung cấp dịch vụ
thoại Internet với Gateway trong phạm vi nước ngoài chỉ phải trả phí giao dich quốc tế
của quốc gia đó , hoặc chi phí cho cuộc gọi nội hạt chứ không phải là thanh toán chi phí
quốc tế.
1.2 Sự phát triển của các dịch vụ điện thoại Internet:
Năm 1994 1998
Môi trường sử
dụng
PC-PC -PC-PC
-PC-Fax
-PC-điện thoại
-Điện thoại -điện thoại
Loại khách hàng Nhà phát triển phần mềm
VoIP
-ISP
-Nhà bán lẻ
-Nhà khai thác mạng
Khả năng hoạt động
với các mạng khác
Theo tiêu chuẩn của riêng
từng hãng phát triển
Tương thích tiêu chuẩn ITU H323,
cho phép hoạt động giữa các Gateway
Chất lượng dịch vụ kém Gần bằng chất lượng thoại qua PSTN
Bảng 1.2 Sự phát triển của thoại qua IP
Điện thoại Internet không chỉ còn là công nghệ cho giới sử dụng máy tính mà
cho cả người sử dụng điện thoại quay vào Gateway.Dịch vụ này được một số nhà khai
thác lớn cung cấp và chất lượng thoại không thua kém chất lượng của mạng thoại thông

thường,đặc biệt là trên các tuyến quốc tế . Mặc dù vẫn còn một số vấn đề về độ tương
thích của các Gateway ,các vấn đề này sẽ sớm được giải quyết khi tiêu chuẩn H.323
của ITU được sử dụng rộng rãi.
suốt từ khi các máy tính bắt đầu kết nối vói nhau ,vấn đề các mạng phưc hợp
luôn là mối quan tâm của mọi người .Mạng máy tính phát triển bên cạnh mạng điện
thoại .Các mạng máy tính và mạng điện thoại song song tồn tại ngay trong cùng một cơ
cấu ,giữa các cơ cấu khác nhau ,và trong mạng rộng WAN .Công nghệ thoại IP không
ngay lập tức đe doạ đến mạng điện thoại toàn cầu mà nó sẽ dần thay thế thoại chuyển
mạch kênh truyền thống. Sau đây là các ứng dụng của dịch vụ thoại Internet tiêu biểu:
Phạm Việt Dũng lớp DTTH1 K40 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 9
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ điện thoại trên Internet ( Internet Telephony)
1.2.1 Thoại thông minh
Hệ thống điện thoại ngày càng trở nên hữu hiệu : rẻ ,phổ biến ,dễ sử dụng ,cơ
động .Nhưng nó hoàn toàn “ngớ ngẩn “.Nó chỉ có 12 phím để điều khiển. Trong những
năm gần đây ,người ta đã cố gắng để tạo ra thoại thông minh , đầu tiên là các thoại để
bàn ,sau là đến các server .Nhưng mọi có gắng đều thất bại do tồn tại các hệ thống có
sẵn.
Internet sẽ thay đổi điều này . Kể từ khi Internet phủ khắp toàn cầu ,nó đã sử
dụng để tăng thêm tính thông minh cho mạng điện thoại toàn cầu .Giữa máy tính và
mạng điện thoại tồn tại một mối liên hệ .Internet cung cấp cách giám sát và điều khiển
cuộc gọi một cách tiện lợi hơn. Chúng ta có thể thấy được khả năng kiểm soát và điều
khiển các cuộc thoại thông qua mạng Internet .
1.2.2 Dịch vụ tính cước cho bị gọi
Thoại Internet giúp bạn có khả năng cung cấp dịch vụ tính cước cho bị gọi đến
các khách hàng nước ngoài cũng giống như khách hàng trong nước. Để thực hiện được
điều này ,bạn chỉ cần PC với hệ điều hành Window98 (hoặc Window 2000) ,địa chỉ kết
nối Internet (tốc độ 28,8 kbps hoặc nhanh hơn ),và chương trình phần mềm chuyển đổi
chẳng hạn như Quicknet’s Technologies Internet PhoneJACK.
Thay vì gọi qua mạng điện thoại truyền thống ,khác hàng có thể gọi cho bạn
qua Internet bằng việc sử dụng chương trình phần mềm chẳng hạn như Internet phone

của Vocaltec hoặc Netmeeting của Mỉcrosoft .Với các chương trình phần mềm này
,khách hàng có thể gọi đến công ty của bạn cũng giống như việc họ gọi qua mạng
PSTN.
Bằng việc sử dụng chương trình chẳng hạn Internet Phone JACK ,bạn cũng có
thể xử lý các cuộc gọi cũng giống như xử lý các cuộc gọi khác.Bạn có thể định tuyến
các cuộc gọi này tới nhà vận hành ,tới các dịch vụ tự động trả lời ,tới các ACD. Trong
thực tế ,hệ thống điện thoại qua Internet và hệ thống điện thoại truyền thống hoàn toàn
như nhau.
1.2.3 Dịch vụ Callback Web
“Worldwide Web “ đã làm cuộc cách mạng trong cách giao dịch với khách
hàng của các doanh nghiệp. Với tất cả các tiềm năng của Web ,điện thoại vẫn là một
phương tiện kinh doanh quan trọng trong nhiều nước. Điện thoại Web hay “bấm số “
(ckick to dial ) cho phép các nhà doanh nghiệp có thể dưa thêm các phím bấm lên trang
Web để kết nối tới hệ thống điện thoại của họ . Dịch vụ bấm số là cách dễ dàng nhất và
an toàn nhất để đưa thêm các kênh trực tiếp từ trang Web của bạn vào hệ thống điện
thoại.
Phạm Việt Dũng lớp DTTH1 K40 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 10
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ điện thoại trên Internet ( Internet Telephony)
1.2.4 Dịch vụ fax qua IP
Nếu bạn gửi nhiều fax từ PC ,đặc biệt là gửi ra nước ngoài thì việc sử dụng
dịch vụ Internet fax sẽ giúp bạn tiết kiệm được tiền và cả kênh thoại. Dịch vụ này sẽ
chuyển trực tiếp từ PC của bạn qua kết nối Internet .Hàng năm ,thế giới tốn hơn 30tỷ
USD cho việc gửi fax đường dài. Nhưng ngày nay Internet fax đã làm thay đổi điều này
.Việc sử dụng Internet không những được mở rng cho thoại mà còn cho cả dịch vụ
fax .Một trong những dịch vụ gửi fax được ưa chuộng nhất là comfax .
Khi sử dụng dịch vụ thoại và fax qua Internet ,có hai vấn đề cơ bản:
• Những người sử dụng dịch vụ thoại qua Internet cần có chương trình phần mềm
chẳng hạn Quicknet’s Technologies Internet PhoneJACK .Cấu hình này cung
cấp cho người sử dụng khả năng sử dụng thoại Internet thay cho sử dụng điện
thoại để bàn truyền thông.

• Kết nối một Gateway thoại qua Internet với hệ thống điện thoại hiện hành. Cấu
hình này cung cấp dịch vụ thoại qua Internet giống như việc mở rộng hệ thống
hiện hành của bạn.
1.2.5 Dịch vụ Call center
GateWay call center với công nghệ thoại IP cho các nhà kiểm duyện trang Web với các
PC trang bị multimedia kết nối được với bộ phận phân phối các cuộc gọi tự động
(ADC) .Một ưu điểm của thoại IP là khả năng kết hợp cả thoại và dữ liệu trên cùng một
kênh.
1.3 Thị trường hiện nay
Hiện nay ,trên thị trường điện thoại Internet có một số nhà cung cấp dịch vụ lớn
bao gồm các nhà vận hành mạng như AT&T ,Deutsche Telekom và Sonera nhưng chủ
yếu vẫn là các nhà cung cấp dịch vụ thẻ và bán lại.Điện thoại qua Internet ( Chủ yếu
qua mạng Internet công cộng ) có thể giúp các nhà bán lẻ dịch vụ thoại giảm được chi
phí tăng lãi .Một số nhà cung cấp chính các loại dịch vụ này là Delta-3 , IDT , và USA
GlobalLink .Các nhà cung cấp dịch vụ này không nói rõ dịch vụ của họ là thoại Internet
và thường sử dụng tuyến Internet như một tuyến chính nhằm giảm chi phí vì nó là
tuyến rẻ nhất. Hàng triệu người không biết là mình đã từng sử dụng điện thoại Internet.
Điện thoại Internet cũng tạo cơ hội cho một số hãng mới xâm nhập thị trường như
Bestelsmann ở Đức .Đối với các nhà vận hành mạng mới đang triển khai dịch vụ
Internet dung lượng cao,điện thoại Internet là một dịch vụ mới để cung cấp cho khách
hàng , doanh nghiệp và cơ sở để tiếp cận thị trường dân cư và SME. Đối với các nhà
Phạm Việt Dũng lớp DTTH1 K40 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 11
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ điện thoại trên Internet ( Internet Telephony)
cung cấp dịch vụ Internet ,đây là một dịch vụ bổ sung làm cơ sở cho việc cạnh tranh và
tạo nguồn thu mới.
Hình 1-1 Chuỗi giá trị
Một chuỗi giá trị riêng được hình thành trong thế giới điện thoại Internet ,nơi
mà các nhà vận hành mạng trên phạm vi toàn cầu và các nhà môi giới dịch vụ cung cấp
kết nối ,thông tin cước và quản lý mạng cho các nhà cung cấp dịch vụ điện thoại
Internet có thể không sở hữu mạng truy nhập cho dịch vụ.Điều này làm chô các nhà

cung cấp mới thâm nhập thị trường –họ chỉ cần ký với một nhà môi giới ,thíêt lập một
POT 24 cổng dùng truy nhập máy chủ chạy Windows NT,sử dụng mạng có sẵn để truy
cập dịch vụ ( có thể các nhà vận hành mạng này cũng không biết điều gì đang diễn ra )
và có nguồn thu nhập ngay lập tức.Cho các nhà cung cấp dịch vụ có sở hữu mạng truy
nhập , hoặc đã có khách hàng ,việc trở thành nhà cung cấp dịch vụ điện thoại Internet
còn dễ dàng hơn nhiều với chỉ một ít đầu tư và thời gian
Phạm Việt Dũng lớp DTTH1 K40 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 12
Nh môi già ới
Nh và ận h nh mà ạng
trên phạm vi to n à
câu
Nh cung cà ấp truy
nhập
ISP& nh cung à
cấp ntruy nhập
Doanh nghiêp
ITSP
SME &dân cư
Nh cung cà ấp kết
nối to n cà ầu
Nh cung cà ấp
dịch vụ
Khách h ngà
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ điện thoại trên Internet ( Internet Telephony)
Mặc dù hiện còn tương đối nhỏ ( chỉ vài phần trăm của thị trường viễn thông ) , thị
trường này đang tăng trưởng nhanh chóng .Sự tăng trưởng này được thúc đẩy do giá cả
và đặc biệt đối với một số tuyến .Nó đặc biệt thành công cho các tuyến kết nối tới các
nước nơi mà không mở cửa thị trường viễn thông cho cạnh tranh.ở đây ,các nhà cung
cấp dịch vụ thoại Internet có thể lợi dụng các kẽ hở trong quy định hay chỉ đơn thuần hi
vọng việc làm của mình không bị để ý.Tuy nhiên,điện thoại Internet không thể cạnh

tranh được các thị trường có cạnh tranh mạnh và thừa dung lượng.
Điện thoại Internet hiện tác động đáng kể lên thời lượng cuộc gọi ở một số
tuyến và tác động này có thể còn tiếp tục tăng.
Điện thoại Internet có một số ưu điểm xét trên hiệu quả kỹ thuật và điều này
đồng nghĩa với việc cắt giảm phí vận hành :
• Mạng IP tự động cắt quãng lặng – gói tin không dược tạo ra khi không có âm
thanh .
• Mạng IP có độ tin cậy cao
Cả hai điều trên cho thấy tính ưu việt của mạng IP so với mạng chuyển mạch
kênh ,đặc biệt khả năng tiết kiệm dung lượng và cắt giảm chi phí ,tài nguyên dư thừa
.Tuy nhiên ,để điện thoại Internet có thể chiếm lĩnh được thị trường thoại ,cần thiết phải
thay đổi toàn bộ cấu trúc của thị trường Internet .
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
1998 1999 2000 2001 2002 2003
IP
telephony
Resale
and call
back
PSTN
Hình 1-2 Thời lượng cuộc gọi từ USA đến JAPAN
1998-2000(Analysys,1998)

Phạm Việt Dũng lớp DTTH1 K40 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 13
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ điện thoại trên Internet ( Internet Telephony)
1.4 Xu hướng thị trường thoại Internet trong tương lai
Cứ mỗi năm trong suốt thập kỷ vừa qua ,Internet lại tăng gấp đôi quy mô của
nó .
Trong các công ty nghiên cứu thị trường Internet ,thì có một nhận định thống nhất là
tổng doanh số bán trong năm 1996 là từ 2 tỷ đến 3 tỷ USD .Mục tiêu đặt ra là thị
trường sẽ tăng trưởng rộng lớn với dao động từ 110% đến 175% .Forrester dự đoán là
đến năm 2001 ,trị giá giao dịch sẽ đạt ở mức 327 tỷ USD,Active Media là 314 tỷ
USD...
Theo ý kiến của Kelly của ITU ,thị trường giao dịch thoại quốc tế được phân
thành 3 lĩnh vực sau:
Giữa các quốc gia ,những tập đoàn quốc tế như Concert .Global One và AT&T-
Unisource sẽ chào bán thiết bị kết nối đầu cuối đến đầu cuối (end to end) .Những tập
đoàn này sẽ phải đối mặt với sự cạnh tranh ngày càng tăng lên từ phía dịch vụ thoại
Internet ,từ các chủ các phương tiện quốc tế ( chẳng hạn như người điều hành vệ
tinh ,các nhà điều hành cáp tư nhân ...) bán trực tiêp cho khách hàng và từ phía các thị
trường giao ngay với mức giá bán lại.
Đối với các cuộc gọi gốc ,cạnh tranh sẽ ngày càng trở lên gay gắt bỏi những người mới
thâm nhập thị trường như các call –back, thoại Internet ,và những người bán lại thông
qua việc kêu gọi sử dụng card và bản quyền.
Đối với những đầu cuối cuộc gọi ,cạnh tranh sẽ bị chậm lại bởi vì các nhà độc quyền
trước kia sẽ tiếp tục thống trị và định ra các mức giá cho các cuộc gọi quốc tế .Vị trí
độc quyền của họ sẽ bị suy yếu một cách chậm chạp nên sẽ phải mất một thời gian dài
và một lượng đầu tư đáng kể để triển khai các mạng mới. Do vậy PTO vẫn định giá cao
nhất mà họ có thể cho các đầu cuối cuộc gọi khi mà họ vẫn đang ở vị trí độc quyền .
Theo ITU , thì việc kiểm tra khả năng tồn tại của thoại Internet và việc triển khai nó
một cách rộng rãi là cách tốt nhất .Thậm chí các nhà cung cấp dịch vụ thoại Internet
hoặc các công ty phát triển phần mềm đều có thể mua các ISP.
Do ưu điểm giá thành rẻ và các dịch vụ mở rộng như đã trình bày ở trên , dịch vụ thoại

Internet đã và đang tạo ra một thị trường rộng lớn gồm mọi đối tượng sử dụng như: các
thuê bao gia đình ,các doanh nghiệp ,các tổ chức và các cơ quan nhà nước...
Phạm Việt Dũng lớp DTTH1 K40 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 14
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ điện thoại trên Internet ( Internet Telephony)
• Theo dự báo của IDC ,số các giao dịch quốc tế theo phương pháp truyền thống
sẽ đạt 79 tỷ phút vào cuối năm 1999, và hằng năm sẽ tăng 15%.Theo nhận định
của ông Fischer thì tổng giá trị giao dịch trên thị trường là 60 tỷ USD . Các
nguồn tin tương tự cũng cho biết ,giao dịch qua Internet ngày nay đạt 198 triệu
phút và sẽ tăng lên ở mức 220% hàng năm.
• Dự đoán thị trường sẽ đạt ở mức 600 triệu USD vào cuối năm 1999.Khi đó có
hơn 16 triệu người sử dụng. Tổng giá trị giao dịch qua thị trường thoại qua
Internet dự đoán đạt mức 1.89 tỷ USD vào cuối năm 2001. Theo Frost &
Sullivan thị trường sẽ đạt mức tăng trưởng hàng năm là 149% trong 5 năm liền
• Dự báo trong năm 2000 ,một số bộ phận lớn dân cư sẽ sử dụng thoại Internet
.Chủ tịch kiêm giám đốc điều hành RSL COM ,Itzhak Fischer dự báo rằng đến
năm 2000 sẽ có 15% cuộc gọi thoại quốc tế được tiến hành qua Internet ,và một
số người cho rằng đến năm 2005 con số này sẽ tăng lên 34% .Phillip Tarifica
cũng báo cáo rằng số người sử dụng thoại truyền thống sẽ giảm do sử dụng
Email và thoại qua Internet .
• Thị trường điện thoại Internet sẽ tăng trưởng và đạt doanh thu cỡ 2,7 tỷ USD vào
năm 2002 (Mc Kinsey Telecom Practice ).
Phạm Việt Dũng lớp DTTH1 K40 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 15
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ điện thoại trên Internet ( Internet Telephony)
C h a p t e r 2
CH¦¥NG2 Công nghệ cơ sở
2.1 Kỹ thuật nén tín hiệu thoại
2.1.1 Tổng quan
Trong mạng điện thoại thông thường tín hiệu được mã hoá theo luật A hoặc
luật µ với tốc độ 64kbs .Với cách mã hoá này ,cho phép khôi phục một cách tương đối
trung thực các âm thanh trong giải tần tiếng nói .Tuy nhiên trong một số ứng dụng đặc

biệt yêu cầu truyền âm thanh với tốc độ thấp hơn ví dụ như truyền tín hiệu thoại trên
Internet .Từ đó đã xuất hiện một số kỹ thuật mã hoá và nén tín hiệu tiếng nó xuống tốc
độ thấp cụ thể như G.723.1,G.729A,GSM...
Về cơ bản các bộ mã hoá tiếng nói có ba loại :mã hoá dạng sóng (waveform)
,mã hoá nguồn (source)và mã hoá lai (hybrid) (có nghĩa là kết hợp cả hai loại mã hoá
dạng trên ).
Nguyên lý của mã hoá dạng sóng là mã hoá dạng sóng của tiếng nói.Tại phía
phát ,bộ mã hóa sẽ nhận các tín hiệu nói tương tự liên tục và mã thành tín hiệu số trước
khi truyền đi.Tại phía thu sẽ làm nhiệm vụ ngược lại để khôi phục tín hiệu tiếng
nói.Khi không có lỗi truyền dẫn thì dạng sóng của tiếng nói khôi phục sẽ rất giống với
dạng sóng tiếng nói gốc.Cơ sở của bộ mã hoá dạng sóng là :nếu người nghe nhận được
một bản sao dạng sóng của tiếng nói gốc thì chất lượng âm thanh sẽ rất tuyệt vời.Tuy
nhiên , trong thực tế,qúa trình mã hoá lại sinh ra tạp âm lượng tử (mà thực chất là một
dạng méo dạng sóng ),song do tạp âm lượng tử này thường đủ nhỏ để không ảnh hưởng
đến chất lượng tiếng nói thu được.Ưu điểm của bộ mã hoá loại này là :độ phức tạp,giá
thành thiết kế ,độ chễ và công suất tiêu thụ thấp.Người ta có thể áp dụng chúng để mã
các tín hiệu khác như: tín hiệu báo hiệu,số liệu ở giải âm thanh...và đặc biệt với những
thiết bị ở điều kiện nhất định thì chúng còn có khả năng mã hoá được cả tín hiệu âm
nhạc .Bộ mã hoá dạng sóng đơn giản nhất là điều chế xung mã (PCM).điều chế Delta
(DM)...Tuy nhiên , nhược điểm của bộ mã hoá dạng sóng là không tạo được tiếng nói
chất lượng cao tại tốc độ bit dưới 16 kbps ,mà điều này được khắc phục ở bộ mã hoá
nguồn.Nguyên lý bộ mã hoá nguồn là mã hóa kiểu phát âm(vocoder),ví dụ như bộ mã
hoá dự báo tuyến tính (LPC).Các bộ mã hoá này có thể thực hiện được tại tôc độ bít cõ
2 Kbps .Hạn chế chủ yếu của mã hoá kiểu phát âm LPC là giả thiết rằng: tín hiệu tiếng
nói bao gồm cả âm hữu thanh và vô thanh.Do đó ,đối với âm hữu thanh thì nguồn kích
Phạm Việt Dũng lớp DTTH1 K40 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 16
Nghiờn cu ng dng cụng ngh in thoi trờn Internet ( Internet Telephony)
thớch b mỏy phỏt õm s l mt dóy xung ,cũn i vi cỏc õm vụ thanh thỡ nú s l mt
ngun nhiu ngu nhiờn.Trong thc t , cú rt nhiu cỏch kớch thớch c quan phỏt õm
.V n gin hoỏ,ngi ta gi thit rng ch cú mt im kớch thớch trong ton b

giai on lờn ging ca ting núi ,dự cho ú l õm hu thanh hay vụ thanh.
Vo nm 1982 .Atal ó ra mt mụ hỡnh mi v kớch thớch ,c gi l kớch
thớch a xung.Trong mụ hỡnh ny ,khụng cn bit trc ú l õm hu thanh hay vụ
thanh ,ú cú phi l giai on lờn ging hay khụng.S kớch thớch c mụ hỡnh hoỏ bi
mt s xung (thụng thng l 3 xung trờn 5ms ) cú biờn v v trớ c xỏc nh bng
cc tiu hoỏ sai lch ,cú tớnh n trng s th cm ,gia ting núi gc v ting núi tng
hp.Vic a ra mụ hỡnh ny ó to lờn mt s chỳ ý to ln v ú l mụ hỡnh u tiờn
ca mt th h mi ca cỏc b mó hoỏ ting nú phõn tớch bng tng hp.Chỳng cú kh
nng cho ting núi cht lng cao ti tc bit quanh 10 kbps v cú th n tn 4,8
kbps.Tớn hiu kớch thớch s c ti u hoỏ mt cỏch k lng v ngi ta s dng k
thut mó hoỏ dng súng mó hoỏ tớn hiu kớch thớch ny mt cỏch cú hiu qu..Hỡnh
2.1 a ra mụ hỡnh tng quỏt ca mó hoỏ ting núi theo phng phỏp LPC phõn tớch
tng hp.
Hỡnh 2-3 Mụ hỡnh mó hoỏ ting núi LPC phõn tớch bng tng hp
Trong ú u(n) :tớn hiu kớch thớch
Phm Vit Dng lp DTTH1 K40 Trng i hc Bỏch khoa H Ni 17
S* (n)
Tiéng nói tông hợp
b/ Bộ Giải mã
Tiếng nói gốc
Bộ tạo tín hiệu
kích thích
Bộ lọc tổng hợp
Tính trọng
số sai số
Cực tiểu hoá sai
số
Bộ tạo tín hiệu
kích thích
Bộ lọc tổng hợp

u(n)

S*(n)
e(n)
a/ Bộ mã hoá
e w (n)
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ điện thoại trên Internet ( Internet Telephony)
S*(n): :tín hiệu tiếng nói tổng hợp
S(n) : Tín hiệu tiếng nói gốc
E
w
(n ) :tín hiệu sai số
Mô hình bao gồm 3 phần chính:
• Phần thứ nhất : Bộ lọc tổng hợp LPC ,là bộ lọc toàn cục biến đổi theo thời gian
để mô hình hoá đường bao phổ ngắn hạn của dạng sóng tiếng nói .Đầu ra của nộ
lọc tổng hợp là tín hiệu nói tổng hợp.
• Phần thứ 2 : Bộ tạo kích thích .Bộ này sẽ cho ra dãy kích thích cấp cho bộ lọc
tổng hợp để tạo ra tiếng nói tái tạo ở máy thu.Việc kích thích sẽ được tối ưu hoá
bằng các cực tiểu hoá sai lệch,các tính trọng số thụ cảm,giữa tiếng nói gốc và
tiếng nói tổng hợp.
• Phần thứ 3 : Thur tục được sử dụng trong việc tối thiểu hoá sai lệch (Gồm 2 khối
:tính trọng số sai số và cực tiểu hoá sai số). Tiêu chuẩn cục tiểu hoá sai lệch
được sử dụng rộng rãi nhất là sai lệch bình phương trung bình (mes:mean
squared error).Trong mô hình này ,tiêu chuẩn cực tiểu hoá sai số được sử dụng là
:tín hiệu sai lệch e
w
(n) được đưa qua một bộ lọc đánh giá trọng số sai số ,có tính
trọng số thụ cảm ,và bộ lọc này sẽ tạo dạng phổ tạp âm theo một cách nào đó để
công suất tín hiệu sẽ tập chung nhất tại các tần số formant của phổ tiếng nói.
Thủ tục mã hoá :bao gồm 2 bước :bước 1 :thông số của bộ lọc tổng hợp được xác định

từ mẫu tiếng nói.Bước 2 :dãy kích thích tối ưu đối với bộ lọc này được xác định bằng
cách cực tiểu hoá sai số,có tính trọng số thụ cảm ,giữa tiếng nói gốc và tiếng nói tổng
hợp.Khoảng thời gian tối ưu hoá kích thích khoảng 4÷7.5 ms, thấp hơn khung thời gian
cập nhật thông số LPC.Khung tiếng nó được chia thành nhiều khung con ,việc kích
thích được xác định riêng rẽ cho từng khung con .Các tham số của bộ lọc và tín hiệu
kích thích sẽ được lượng tử hoá trước khi gửi đến phía thu
Thủ tục giải mã :Cho tín hiệu kích thích đã được giải mã qua bộ lọc tổng hợp để tiếng
nói được khôi phục.
Có rất nhiều phương pháp mô hình hoá sự kích thích:Phương pháp kích thích đa xung
(MPE),phương pháp kích thích xung đều (RPE),phương pháp dự đoán tuyến tính kích
thích mã (CELP).ở đây em chỉ đề cập đến phương pháp dự đoán tuyến tính kích thích
mã CELP. Hiện nay phương pháp này đã trở thành công nghệ chủ yếu cho mã hoá
tiếng nói tốc độ thấp.
Phạm Việt Dũng lớp DTTH1 K40 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 18
Nghiờn cu ng dng cụng ngh in thoi trờn Internet ( Internet Telephony)
2.1.2 Nguyờn lý chung ca b mó hoỏ CELP
Tớn hiu kớch thớch l mt mc t ca mt bng mó rt ln c phõn b mt cỏch ngu
nhiờn .
S nguyờn lý ca phng phỏp tng hp CELP c a ra trong hỡnh 2.2
Hỡnh 2-4 S nguyờn lý ca phng phỏp tng hp CELP
Ti phớa phỏt :Cỏc tham s ca b lc tng hp cựng tng ớch v tr ca cỏc
bng mó (bao gm bng mó thớch ng v bng mó ngu nhiờn )c truyn i .Ti phớa
thu :cng s dng nhng bng thớch ng v ngu nhiờn nh th xỏc nh tớn hiu
kớch thớch ti li vo b lc tng hp LPC to ting núi tng hp.
Bng mó kớch thớch gm L t mó (l cỏc vộc t ngu nhiờn ) cú di N mu (thụng
thng L=1024,N=40 mu ng vi mt khung kớch thớch 5ms) .Bng cỏch tỡm kim
trit ton b bng mó ngu nhiờn ngi ta s chn c tớn hiu kớch thớch ca mt
khung ting núi di N mu.B lc tng hp ó tớnh trng s c cho bi :
)(1/(1)/(/1)(
1

=

==
P
k
kk
k
zazAzw

Trong ú :
Phm Vit Dng lp DTTH1 K40 Trng i hc Bỏch khoa H Ni 19
S*(n)
Tiếng nói tổng hợp
Bộ lọc tổng
hơp
Trễ khung
con
Bảng mã thích ứng
Khuếch đại
Khuếch đại
Bảng mã ngẫu nhiên
u(n)
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ điện thoại trên Internet ( Internet Telephony)
γ
là một phân số từ 0 đến 1.
{a
k
} là các tham số bộ lọc tổng hợp LPC hay còn gọi là hệ số dự đoán.
P là bậc của bộ lọc tổng hợpLPC hay bậc của bộ dự đoán.

Sau khi đã xác định được các tham số của bảng mã thích ứng ( bao gồm có tăng ích và
độ trễ lên giọng) thì tiếng nó tổng hợp đã tính trọng số s*(n) được cho là :
)(*)()(*)()(*
0
nsnGynhncns
k
++=
α
β
Trong đó :
Tích chập là không nhớ.
c
k
(n) là từ mã kích thích với chỉ số k.
β là hệ số tỷ lệ.
h(n) là phản ứng xung của bộ lọc tổng hợp đã tính trọng số W(z).
s
0
*(n) là phản ứng lối vào của bộ lọc tổng hợp đã tính trọng số.
G là tăng ích của bảng mã thích ứng.
y
α
(n) = c’
α
(n)*h(n) là phản ứng trạng thái không của bộ lọc tổng hợp đã tính trọng số
với từ mã c’
α
(n) được lựa chọn từ bảng mã thích ứng.
Sai số đã tính trọng số giữa tiếng nó tổng hợp và tiếng nói gốc được cho bởi:
)(*)()(

-
nsnsne −=
Trong đó:
s*(n) : Tín hiệu tiếng nói tổng hợp
s(n) : Tín hiệu tiếng nói gốc.
e
w
(n) : Tín hiệu sai số
Sau đó sai số này sẽ được cực tiểu hoá bằng phương pháp sai lệch bình phương trung
bình (mes):
[ ]
∑
−
=
=
1
0
2
-
)(
N
n
neE
Độ phức tạp của bộ mã hoá này tăng khi tốc độ bit giảm.Thí dụ CELP có thể cho tiếng
nói tốc độ thấp tới 4.8 kbps với trả giá rất cao về đòi hỏi tính toán do : tín hiệu kích
thích tối ưu được tìm kiếm thông qua bảng mã rất lớn (kích thước bảng mã thường gồm
khoảng 1024 mục từ ) .Đối với bảng mã có 1024 từ mã và một khung kích thước 40
mẫu thì cần thực hiện khoảng 40.000 phép nhân để soát bảng mã .
Phạm Việt Dũng lớp DTTH1 K40 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 20
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ điện thoại trên Internet ( Internet Telephony)

Có thể nhận xét rằng : nhược điểm của phương pháp CELP là : có một thủ tục đòi hỏi
tính toán rất lớn rất khó có thể thực hiện trong thời gian thực .Vậy có một phương pháp
đơn giản hoá thủ tục soát bảng mã sao cho không ảnh hưởng tới chất lượng tiếng nói
.Đó là phương pháp sử dụng các bảng mã đại số ACELP (Algebraic CELP) trong đó
các bảng mã được tạo ra nhờ các mã sửa lỗi nhị phân đặc biệt .Và để nâng cao hiệu quả
rà soát bảng mã,người ta sử dụng các bảng mã đại số có cấu liên kết CS-ACELP
(Conjugate-Structure ACELP) .Khuyến nghị ITU G.729 đưa ra nguyên lý của bộ mã
hoá tiếng nói sử dụng phương pháp CS-ACELP mã hoá tiếng nói tốc độ thấp 8kbps.
2.1.3 Nguyên lý mã hoá CS-ACELP
Tín hiệu PCM 64 kbps đầu vào (theo quy luật A hoặc µ) qua bộ mã hoá thuật toán CS-
ACELP ,được lẫy mẫu tại tần số 8khz ,sau đó qua bộ chuyển đổi thành tín hiệu PCM
đều 16 bit đưa tới đầu vào bộ mã hoá .Tín hiệu đầu ra bộ giải mã sẽ được chuyển đổi
thành tín hiệu PCM (theo quy luật A hoặc µ) theo đúng tín hiệu vào .Các đặc tính đầu
vào / đầu ra khác ,giống tín hiệu PCM 64 kbps (theo khuyến nghị ITU G.711),sẽ được
chuyển đổi thành tín hiệu ra PCM theo đúng quy luật của tín hiệu đầu vào ở bộ giải
mã .
2.1.3.1Nguyên lý chung cuả bộ mã hoá
Bộ mã hoá CS-ACELP dựa trên cơ sở của bộ mã dự báo tuyến tính kích thích mã
CELP .
Bộ mã hoá CS-ACELP thực hiện trên các khung tiếng nói chu kỳ 10 ms tương đương
với 80 mẫu tại tốc độ lâý mẫu 8000 mẫu /s.Cứ mỗi một khung 10 ms ,tín hiệu tiếng nó
lại được phân tích để trích lấy các tham số của bộ mã CELP (đó là :các hệ số của bộ lọc
dự báo thích ứng ,chỉ số các bảng mã cố định và bảng mã thích ứng cùng với tăng ích
của bảng mã ). Các tham số này sẽ được mã hoá và truyền đi.Sự phân bố bit của các
tham số mã hoá được trình bầy ở bảng 2.1.3.1
Tham số Từ mã
Số bit
trong
khung
con 1

Số bit
trong
khung
con 2
Tổng số
bit trong
1 khung
Các cặp vạch phổ L0,L1,L2,L3 18
Độ trễ mã thích ứng P1,p2 8 5 13
Phạm Việt Dũng lớp DTTH1 K40 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 21
Nghiờn cu ng dng cụng ngh in thoi trờn Internet ( Internet Telephony)
chn l tr trc P0 1 1
Ch s mó c nh C1,C2 13 13 26
Du mó c nh S1,S2 4 4 8
Cỏc khuch i mó
(bc1)
GA1,GA2 3 3 6
Cỏc khuch i mó
(bc2)
GB1,GB2 4 4 8
Tng cng 80
bng 2.1.3.1 S phõn b bit ca cỏc tham s ca thut toỏn CS-ACELP tc 8
kbit/s (khung 10 ms)
Ti phớa thu :s dng cỏc tham s ny khụi phc cỏc tham s tớn hiu kớch thớch v
cỏc tham s ca b lc tng hp .Tớn hiu ting núi s c khụi phc bng cỏch lc
cỏc tham s tớn hiu kớch thớch ny thụng qua b lc tng hp ngn hn.
B lc tng hp ngn hn da trờn c s b lc d bỏo tuyn tớnh LP bc 10 .B lc
tng hp di hn ,hay b lc tng hp cao dung cho vic lm trũn mó thớch ng .Sau
khi khụi phc ,nh b lc sau ting núi s lm tng trung thc.
2.1.3.2Nguyờn lý b mó hoỏ CS-ACELP

S khi b mó hoỏ c mụ t nh hỡnh 2.3
Hỡnh 2-5S khi b mó hoỏ
Phm Vit Dng lp DTTH1 K40 Trng i hc Bỏch khoa H Ni 22
Khối tiền
xử lý
Khối tổng hợp LP
sự lượng tử hoá và
nội suy
Bộ lọc
tổng hợp
+
+
Bảng mã
thích ứng
Bảng mã
cố định
Bộ lọc tổng
hợp độ cao
Tìm bảng
mã cố định
Độ cảm
nhận
Sự lượng tử hoá
độ khuếch đại
Sự lượng tử
hoá độ
khuếch đại
luồng bit
phát đi
LPC info

LPC info
tiếng nói
đầu vào
LPC info
Gc
Gp
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ điện thoại trên Internet ( Internet Telephony)
Tín hiệu đầu vào đưa qua bộ tiền xử lý ,bộ này có hai chức năng :lọc thông cao
và tính toán tín hiệu.Tín hiệu đầu ra bộ tiền xử lý là tín hiệu đầu vào của các khối tổng
hợp tiếp sau.Sự tổng hợp dự báo tuyến tính (LP)được thực hiện một lần trong một
khung 10ms để tính các hệ số của bộ lọc dự báo tuyến tính (LP).Các hệ số này được
biến đổi thành các cặp vạch phổ (LSP) và được lượng tử bằng phương pháp lượng tử
hoá véc tơ dự báo hai bước (VQ) 8 bit.Tín hiệu kích thích được lựa chọn bằng cách cực
tiểu hoá sai số ,có tính đến trọng số thụ cảm ,giữa tiếng nói gốc và tiếng nói tổng
hợp.Các tham số kích thích (gồm :bảng mã cố định và bảng mã thích ứng)được xác
dịnh qua từng khung con 5ms(tương đương 40mẫu).Các hệ số của bộ lọc LP đã được
lượng tử và chưa được lượng tử được sử dụng cho phân khung thứ 2 ,còn tại phân
khung thứ nhất các hệ số của bộ lọc LP đã được nội suy sẽ được sử dụng (trong cả hai
trường hợp đã lượng tử và chưa lượng tử).Độ trễ bước mạch vòng hở sẽ được tính toán
một lần trong một khung 10ms dựa trên độ lớn tín hiệu thoại .Sau đó các phép tính này
sẽ lặp lại trong từng phân khung tiếp theo.Tín hiệu ban đầu x(n) được tính bằng các lọc
độ dư LP thông qua bộ lọc tổng hợp W(z)/A(z).Trạng thái ban đầu của bộ lọc này Là
Tín hiệu lỗi giữa tín hiêu dư LP và tín hiệu kích thích .Sự phân tích bước của mạch
vòng đóng sẽ thực hiện sau đó (để tìm độ trễ mã thích ứng và độ khuếch đại )dùng tín
hiệu ban đầu x(n) và đặc tuyến xung h(n) ,bằng cách làm tròn giá trị độ trễ bước của
mạch vòng hở.Độ trễ bước được mã hoá bằng mã 8 bit trong phân khung thứ nhất ,độ
vi sai của độ trễ được mã hoá bằng mã 5 bit trong phân khung thứ 2 .Tín hiệu x’(n) là
tín hiệu của 2 tín hiệu :tín hiệu ban đầu x(n) và tín hiệu mã thích ứng –là tín hiệu mã cố
định.Tín hiệu này được dùng trong việc tìm tín hiệu kích thích tối ưu .Giá trị kích thích
mã cố định được mã hoá bằng mã đại số 17 bit(trong đó :chỉ số bảng mã cố định được

mã hoá bằng từ mã C1,C2-13 bit ; Dấu bảng mã cố định được mã hoá bằng từ mã
S1,S2-3bit).Các bộ khuếch đại bảng mã cố định và bảng mã thích ứng được lượng tử
hoá bằng véc tơ 7 bit(Trong đó:ở bước 1 được mã hoá bằng từ mã GA1,GA2 -3 bit ; ở
bước 2 được mã hoá bằng từ mã GB1,GB2-4 bit ).tại đây sự dự đoán trung bình động
MA cho bộ khuếch đại mã cố định .Cuối cùng ,dựa vào các bộ nhớ lọc sẽ xác định
được tín hiệu kích thích.
2.1.3.3 Nguyên lý bộ giải mã CS-ACELP
Sơ đồ khối của bộ giải mã được mô tả trong hình 2.4
Phạm Việt Dũng lớp DTTH1 K40 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 23
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ điện thoại trên Internet ( Internet Telephony)
Phạm Việt Dũng lớp DTTH1 K40 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 24
Nghiờn cu ng dng cụng ngh in thoi trờn Internet ( Internet Telephony)
Hỡnh 2-6S nguyờn lý ca b gii mó CS-ACELP
u tiờn ,cỏc ch s ca cỏc tham s c trớch ra t bung bit thu.Cỏc ch s
ny s c gii mó thu li cỏc tham s ca b mó hoỏ trong 1 khung ting núi 10
ms .Cỏc tham s ú l :cỏc h s LSP ,2 phn tr bc( tr bc v vi sai ca
tr bc),2 vec t bng mó c nh (ch s mó c nh v ch s bng mó c
nh ),v 2 tp hp khuch i bng mó c nh v bng mó thớch ng .Cỏc h s
LSP c ni suy v c chuyn i thnh cỏc h s b lc LP cho mi phõn
khung.Sau ú ,c mi phõn khung thc hin cỏc bc tip theo:
Giỏ tr kớch thớch c khụi phc l tng ca vộc t bng mó c nh v bng mó thớch
ng nhõn vi cỏc giỏ tr khuch i tng ng ca chỳng.
Ting núi c khụi phc bng cỏch lc giỏ tr kớch thớch ny thụng qua b lc tng
hp LP
Tớn hiu ting núi khụi phc a qua bc x lý trm ,bao gm b lc thớch ng da
trờn c s cỏc b lc tng hp ngn hn v di hn ,sau ú qua b lc thụng cao v b
nõng tớn hiu.
Bng 1.2 :Cỏc tham s ca b mó v gii mó CS-ACELP
ký
hiu

mụ t cỏc
bit
L0
L1
L2
L3
Cỏc ch s d bỏo MAchuyn mch ca b lng t LPS
Vec t bc u tiờn ca b lng t LPS
Vec t thp bc th hai ca b lng t LPS
Vec t cao bc th hai ca b lng t LPS
1
7
5
5
Phm Vit Dng lp DTTH1 K40 Trng i hc Bỏch khoa H Ni 25
Bảng mã cố
định
Bảng mã thích
ứng
Bộ lọc
ngắn
hạn
bộ xử lý
trạm
Gc
Gp