Содержание к диссертации
Введение
1. Явление эха в телефонных каналах. Вопрос компенсации эха ... 12
1.1. Явление эха в телефонных каналах 12
1.2. Классификация эхокомпенсаторов 18
1.2.1. Метод наименьших квадратов 18
1.2.2. Метод наименьших средних квадратов 26
1.3. Другие подходы к компенсации эха 35
2. Качество телефонной передачи. Способы оценки качества 38
2.1. Качество телефонной передачи 38
2.2. Модель оценки интегрального качества телефонной передачи МСЭ-Т G.107 40
2.3. Применяемые методы измерения характеристик и контроля качества телефонных каналов 43
2.3.1. Объективные измерения в цифровых телефонных каналах 44
2.3.2. Объективные измерения в аналоговых телефонных каналах 51
2.3.3. Субъективный контроль качества передачи по телефонным каналам 54
Выводы 57
3. Исследование возможности использования механизмов адаптивной компенсации эхосиналов для определения уровня аддитивного шума в эхотракте 60
3.1. Разработка принципа оценки уровня аддитивного шума в эхотракте 60
3.2. Разработка модели устройства оценки уровня аддитивного шума в эхотракте 71
3.2.1. Разработка модели линейного эхотракта 71
3.2.2. Разработка моделей корреляционного эхокомпенсатора 72
3.3. Разработка методики исследования эффективности предложенного способа оценки уровня аддитивного шума в эхотракте 73
3.4. Анализ результатов исследования эффективности метода оценки уровня аддитивного шума в эхотракте 76
3.4.1. Оценка действенности метода определения уровня шума и его точности применительно к различным реализациям телефонных сигналов 76
3.4.2. Оценка точности определения уровня шума при его различных значениях 94
3.4.3. Анализ влияния формы импульсной характеристики эхотракта на точность оценки уровня шума 96
Выводы 98
4. Исследование возможности использования механизмов адаптивной компенсации эхосиналов для определения коэффициента нелинейных искажений и импульсной характеристики эхотракта 100
4.1. Разработка принципа оценки коэффициента нелинейных искажений эхотракта 100
4.2. Разработка модели устройства оценки коэффициента нелинейных искажений эхотракта 104
4.2.1. Подготовка модели нелинейного эхотракта 105
4.2.2. Подготовка модели компенсатора нелинейной составляющей эхосигнала 105
4.3. Разработка методики исследования эффективности предложенного метода оценки коэффициента нелинейных искажений эхотракта 106
4.4. Анализ результатов исследования эффективности метода оценки коэффициента нелинейных искажений эхотракта 110
4.4.1. Исследование влияния величины КНИ на действенность и точность предлагаемого метода его оценки 110
4.4.2. Исследование точности оценки КНИ для различных реализаций нелинейного эхотракта 113
4.4.3. Исследование действенности метода оценки КНИ применительно к различным реализациям телефонных сигналов 114
4.5. Разработка принципа измерения концевой задержки и импульсной характеристики эхотракта 116
Выводы 118
5. Исследование точности предложенных методов оценки характеристик эхотракта в условиях действия различных мешающих факторов 120
5.1. Разработка методики исследования эффективности предложенного способа оценки уровня аддитивного шума в эхотракте, характеризующемся значительной нелинейностью 120
5.2. Анализ результатов исследования эффективности предложенного способа оценки уровня аддитивного шума в эхотракте, характеризующемся значительной нелинейностью 122
5.3. Разработка методики исследования эффективности предложенного способа оценки коэффициента нелинейных искажений эхотракта в неидеальных условиях 127
5.4. Анализ результатов исследования эффективности предложенного способа оценки коэффициента нелинейных искажений эхотракта в неидеальных условиях 129
5.4.1. Исследование влияния аддитивного шума в эхотракте на действенность и точность предлагаемого метода оценки КНИ 129
5.4.2. Исследование влияния неподавленной линейной составляющей эхосигнала на действенность и точность предлагаемого метода оценки КНИ 134
Заключение 138
Список литературы
- Классификация эхокомпенсаторов
- Применяемые методы измерения характеристик и контроля качества телефонных каналов
- Разработка модели устройства оценки уровня аддитивного шума в эхотракте
- Разработка методики исследования эффективности предложенного метода оценки коэффициента нелинейных искажений эхотракта
Введение к работе
Настоящий этап развития техники и технологии телекоммуникаций характеризуется предъявлением высоких требований к качеству передачи по телефонным каналам. Процесс постоянного совершенствования телекоммуникационного оборудования в целом служит улучшению показателей качества связи, хотя в отдельных случаях некоторые показатели качества могут снижаться на фоне улучшения большинства других. Одним из таких показателей, подчас выходящим на первый план с точки зрения снижения качества телефонной передачи в современных сетях связи, является эффект электрического эха.
Известно, что мешающее действие электрического эха определяется прежде всего затуханием эхосигнала в канале и его задержкой относительно исходного речевого сигнала. Современные системы связи, в особенности использующие высокоэффективные речевые кодеки, сотовую связь, а также сети пакетной передачи, характеризуются значительными задержками речевого сигнала; этим объясняется большая подверженность подобных систем действию электрического эха по сравнению с традиционными системами передачи. Эксплуатация таких систем связи требует тщательного контроля за проявлениями эффекта электрического эха и принятия мер по борьбе с его мешающим действием.
Традиционный подход к оценке действия электрического эха описан рекомендацией МСЭ-Т G.131. Указанный подход предполагает анализ совокупности двух наиболее важных факторов: степени затухания эхосигнала и его задержки, - и принятие на их основании решения о различимости либо неразличимости эха с учетом особенностей слухового аппарата человека. Будучи в высокой степени действенным при сохранении относительной простоты, этот подход, тем не менее, оставляет без рассмотрения некоторые вопросы. В частности, к никак не учтенным факторам можно причислить, например, известное явление маскирования эхосигнала за счет местного эффекта или действующего в канале аддитивного шума. Более того, хотя описанный подход дает по сути дела готовый ответ на вопрос о необходимости принятия мер по борьбе с мешающим действием эха или отсутствии таковой, он не предоставляет средств или методик вынесения оценок степени этого мешающего действия. То есть не дает ответа на вопрос, насколько снижается интегральная оценка качества телефонной связи вследствие действия эха по сравнению со случаем полного устранения всех причин появления эха, либо использования идеальных средств подавления эха. Указанная оценка могла бы быть неважна, когда используемые способы борьбы с мешающим действием эха обеспечивали бы полное устранение последнего во всех ситуациях. Однако в настоящее время невозможно не признать, что на практике такое полное устранение достигается далеко не всегда. Спектр причин, обуславливающих неидеальное устранение мешающего действия эха весьма широк. Сюда могут быть отнесены возникающие естественным образом ситуации встречного разговора, оказывающие негативное влияние на работу всех видов устройств подавления эха, а также паузы в речи, действующий в эхотрак-те аддитивный шум, нелинейные искажения сигнала и т.д. Таким образом, электрическое эхо остается заметным для абонентов и, несомненно, оказывает существенное влияние на оценку качества связи последними - а ведь именно субъективная интегральная оценка качества связи абонентами и является самым главным критерием работы любого оператора связи; именно эта оценка наряду со стоимостью услуги в основном определяет выбор абонента в пользу того или иного оператора из множества доступных. В этих условиях представляется актуальным вопрос отыскания способа объективной оценки степени мешающего действия электрического эха. Будучи предложенным и использованным совместно с другими уже существующими способами контроля качества телефонной передачи, указанный способ позволит повысить точность выносимых оценок интегрального качества связи и, сле довательно, облегчит задачу обеспечения некоторого желательного уровня качества предоставляемых услуг телефонной связи для любого оператора последней.
Методы исследования
Исследования, выполненные в рамках настоящей работы, используют принципы цифровой фильтрации сигналов, а также математического и компьютерного моделирования. Теоретические обоснования исследований опираются на положения математической статистики и теории случайных процессов, а также методы статистической радиотехники. Большая часть программного обеспечения, использованного в исследованиях, разработана автором диссертации.
Научная новизна
1) Предложен способ оценки степени мешающего влияния эффекта электрического эха для телефонной передачи, отличающийся использованием механизмов компенсации эха и обработкой результатов на основе модели оценки качества МСЭ-Т G.107. Способ предусматривает возможность выражения результатов оценки в баллах Mean Opinion Score (MOS), введенных рекомендацией P.800.
2) Указаны недостатки существующих методов контроля качества телефонных каналов в части измерения характеристик абонентских линий и других составляющих элементов эхотракта. В качестве важного недостатка указана невозможность проведения измерений без перерыва связи по каналу.
3) Предложен метод оценки уровня действующего в эхотракте аддитивного шума, основанный на использовании взаимокорреляционного алгоритма компенсации электрического эха и отличающийся устойчивостью к действию речевого сигнала дальнего абонента, а также нелинейности эхотракта. Метод не создает помех для абонентов и обеспечивает возможность проведения измерений без перерыва связи. I
4) Предложен метод измерения коэффициента нелинейных искажений эхотракта, использующий компенсатор нелинейной составляющей эхосигна-ла с исполнительным элементом в виде фильтра на основе ряда Вольтерра, отличающийся незаметностью для абонентов, использующих телефонный канал, устойчивостью к действию речевого сигнала дальнего абонента и аддитивных шумов, возникающих вне пределов эхотракта, а также полным охватом эхотракта, не исключая и оконечное оборудование Указанные особенности обеспечивают возможность использовать метод без перерыва связи по каналу.
5) Предложен метод определения общего времени задержки эхосигнала в телефонном канале, отличающийся использованием механизма компенсации эха по алгоритму НМНСК для оценки концевой задержки и обеспечивающий возможность выполнения измерений без перерыва связи по телефонному каналу.
6) Предложен метод измерения отдельных участков импульсной характеристики эхотракта с использованием взимокорреляционного алгоритма компенсации эха, отличающийся высокой точностью получаемых результатов и устойчивостью к действию аддитивного шума и позволяющий проводить измерения без перерыва связи. Метод позволяет измерять любые участки импульсной характеристики; в частности, используемый совместно с известными способами измерения концевой задержки, он позволяет исследовать наиболее значимый участок характеристики. Результаты измерения могут быть использованы для определения амплитудно- и фазо-частотной характеристик эхотракта, а равно для определения взвешенного эквивалента затухания эхо-сигнала в телефонном канале (Weighted Echo Pass Loss - WEPL).
Апробация работы.
Основные положения диссертации докладывались на межрегиональных конференциях, конференциях профессорско-преподавательского, научного и научно-технического состава МТУ СИ, а также опубликованы в науч ных журналах.
Объем и структура работы.
Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и приложений. Работа содержит 149 страниц текста, 17 таблиц, 12 рисунков и список литературы из 62 наименований.
Классификация эхокомпенсаторов
К данному методу относят широкий спектр алгоритмов, таких как: рекурсивный метод наименьших квадратов (РНК), быстрый РНК, нормализованный МНК, быстрый алгоритм Калмана, взаимокорреляционный алгоритм и ряд других.
Рассмотрим метод наименьших квадратов.
Пусть порядок используемого цифрового фильтра (длина его линии задержки) равен N. HNk={hok, hUk, ..., hN_lk}T - вектор коэффициентов фильтра в момент времени к (вектор-столбец). XNk={xk, хк_и ..., xk_N }T — вектор, описывающий текущее содержимое линии задержки фильтра (вектор-столбец). В этом случае с учетом проставленных на рисунке 1.3 обозначений сигнал на выходе фильтра Sk описывается дискретной сверткой N Sk -jht -Хкч = HNJk XNk = XNk HNk (1-і) (=0 Остаточное эхо Zk при этом равно zk =Ek Sk = Ек XN,k ны,к (1-2) Квадрат z\ равен Z-k - [Ek -XNJc HNk j - Ek -2Ek XNk HNk + XNJc HNk XNk HNk -= Ek + HNJc XNk XNk HNk -2Ek XNk HNk (1.3)
Очевидно, что полученное значение характеризует мощность остаточного эхосигнала. С учетом этого представляется вполне логичным использовать в качестве целевой функции настройки коэффициентов цифрового фильтра эхокомпенсатора минимум величины = м[гк], где оператор М обозначает математическое ожидание. Подставляя (1.3), получаем (1.4) = M\Z\ ] = М\Е\]+ HTN_k M[xNtk XTN_k ] HNJt - 2м[Ек XTNJc \ HNJc = = M\E\ ]+ Йтмл RN, HN k - 2PNtk HNJ[, где RN k = M Xu Xk-\ Xk Xk Xk-l 4-1 Xk Xk-N+l Xk-l Xk-N+l и P„k=M Ek ,xk Ек xk-\ — соответ Ak Xk-N+l. 4-//+1 Xk-N+l Xk Xk-N+\ Xk-\ ственно автокорреляционная матрица RNk = M[XNk-Xlk\ и вектор взаимной корреляции PNJl =м[Ек -XTNk].
Рассмотрим полученное соотношение (1.4). Если подойти к как к функции, аргументами которой являются коэффициенты фильтра HNk, то нетрудно видеть, что для каждого из этих коэффициентов данная функция является квадратичной (во второе слагаемое (1.4) коэффициенты входят во второй степени). Причем, так как характеризует энергию и, очевидно, не может быть отрицательна, то получающаяся для каждого из коэффициентов h, парабола имеет ветви, обращенные в сторону возрастания значений функции, и единственный экстремум, являющийся абсолютным минимумом.
Индивидуально для каждого из коэффициентов ht (при фиксированных остальных коээффициентах) минимум значения функции может быть найден просто путем приравнивания к нулю соответствующей частной производной . Весь вектор коэффициентов HNk, соответствующий минимально му значению , очевидно, также однозначен и получается путем приравнивания к нулю градиента . \Т д д д% _дм[Е2к], dflTNJc-RNJi-HNlc dPMlHJLL_ дН дКк дКк дК-\,к dHNtk dHNJt dHMJt N,k 2p dH» ArN,k = 0 + {kL R H + if R дЙ»А a N,k nN.k r n N,k KN,k T3y дНыл V8HN,k dHNJc) = RN,k HN,k + HN,k RN,k 2PN,k = 2RN,k HN,k 2PN,k 0- -5) Пусть H Nk — вектор коэффициентов, соответствующий случаю оптимальной настройки цифрового фильтра эхокомпенсатора (нулевому значению градиента ). = 2RltJt-H NJl-2PNJl=0 Н и,к - RN,k ,PN,k (1-6)
Полученное соотношение позволяет рассчитать оптимальные значения» коэффициентов цифрового фильтра. Рассмотрим, каким образом от данного соотношения можно перейти к рекурсивному расчету коэффициентов. Для этого вернемся к (1.5) и умножим обе части уравнения на 0,5R„\k Q,5R-N]k4 = H Ntk-R-]k-P Подставим в полученное выражение (1.6) H NJc=HNJl-0,5R \kVt (1.7)
Соотношения (1.6) и (1.7) так или иначе лежат в основе всей рассматриваемой категории методов работы эхокомпенсаторов. Недостатком, разумеется, является то, что при использовании речи в качестве сигнала XNk, ни он сам, ни R N\k, ни V f? не могут считаться стационарными. Это значит, что для поддержания оптимальных значений коэффициентов фильтра указанные значения должны постоянно пересчитываться.
Применяемые методы измерения характеристик и контроля качества телефонных каналов
Используемые в настоящее время способы измерения характеристик и контроля качества телефонных каналов регламентированы набором рекомендаций МСЭ-Т.
Эти способы могут быть классифицированы по нескольким различным критериям, таким как объективность либо субъективность результатов, применимость к цифровым либо к аналоговым каналам или их частям, выработка единой интегральной оценки или набора частных оценок и т.д. Одним из наиболее очевидных критериев является наличие или отсутствие возможно сти проводить оценку качества без перерыва связи. Рассмотрим основные описанные категории методов.
Современные системы передачи имеют широкий набор функций кон , троля качества цифровых каналов без перерыва связи. К ним относятся: кон троль битовых ошибок в синхрокомбинациях, контроль битовых ошибок по структуре квазитроичного кода, а также процедуры циклической проверки четности CRC
Синхрокомбинация в цифровых потоках является основным средством обеспечения цикловой или, иначе, кадровой синхронизации. Применительно к базовому потоку Е1 синхрокомбинация описана в рекомендации ITU G.704. Так как основная идея использования синхрокомбинаций состоит в регулярном появлении одной и той же априорно известной комбинации бит в одном и том же месте кадра (цикла), то простая побитовая проверка правильности приема синхрокомбинаций во время, когда система передачи находится в синхронизме, очевидно, дает возможность обнаруживать битовые ошибки. Так как выход из синхронизма инициируется по искажению нескольких последовательных синхрокомбинаций, то битовые ошибки, происходящие с ограниченной вероятностью и не поражающие синхрокомбинаций подряд, не ведут к сбою синхронизации и могут успешно выявляться указанным способом.
Несомненным достоинством этого способа является возможность точного определения числа произошедших ошибок, даже в случае, если на одну синхрокомбинацию их пришлось одновременно несколько штук. Учитывая, ! что ошибки в потоке достаточно часто появляются не равномерно, а группа ми, так называемыми пакетами, ситуация с одновременным поражением синхрокомбинаций несколькими ошибками не является маловероятной и ее учет, строго говоря, желателен.
Недостатком способа является малый удельный вес доступных для контроля битов синхрокомбинации в кадре потока. Применительно к потоку Е1 на 2 последовательных цикла, каждый из которых имеет длину 256 бит, приходится только одна синхрокомбинация длиной 7 бит, передаваемая в четных циклах, и дополнительный бит предотвращения ошибочного обнаружения синхрокомбинации, передаваемый в нечетных. Таким образом, подсчет коэффициента ошибок лишь по битам синхрокомбинации требует в 64 раза больше времени для получения аналогичных по репрезентативности результатов, чем подсчет этого коэффициента по всем битам потока.
Контроль битовых ошибок по структуре квазитроичного кода применяется прежде всего по отношению к системам передачи, использующим код с чередованием полярности импульсов (ЧПИ) или более распространенный код высокой плотности следования единиц (КВПЗ), описанные соответственно в рекомендациях МСЭ-Т G.701 и G.703.
Основная идея кода ЧПИ состоит в кодировании единиц в цифровом потоке поочередно импульсами противоположной полярности, но одинаковой амплитуды. При этом все нули в цифровом потоке кодируются одинаково: простым отсутствием импульса. Использование кода такого рода дает целый ряд преимуществ, основным из которых является отсутствие постоянной составляющей в сигнале. В то же время, очевидно, код обладает значительной избыточностью, так как по сути дела является троичным, но используется для передачи информации, которая может быть передана с использованием двоичного кода с той же частотой следования символов. Эта избыточность позволяет обнаруживать в коде любые единичные битовые ошибки просто по нарушениям его структуры. Очевидно, что какова бы ни была единичная ошибка, она может быть выявлена на приемной стороне либо немедленно, либо в момент поступления следующего после ошибки символа, соответствующего единице.
Разработка модели устройства оценки уровня аддитивного шума в эхотракте
Очевидно, что основным критерием оценки предлагаемого метода является его точность, то есть отклонение рассчитанного уровня шума от реально действующего. С учетом этого представляется целесообразным использовать для исследования следующую схему:
Схема на рисунке 3.3 отличается от схемы на рисунке 3.1 наличием явно показанного генератора шума переменного уровня, связанного с решающим устройством. Впрочем, как таковой генератор шума в настоящей работе не моделируется; вместо этого используется предварительно записанный ап-паратно сгенерированный стационарный гауссовский шум с равномерной спектральной плотностью, уровень которого регулируется с помощью пакета Syntrillium CoolEdit. Функция суммирования шума с эхосигналом выполняется моделью линейного эхотракта. Заданный в пакете CoolEdit уровень шума сравнивается с рассчитанным с помощью пакета Matlab. Этот же пакет используется и для обобщенного представления результатов нескольких измерений в табличном и графическом виде.
Применяя описанную выше схему, проводятся следующие исследования:
1) Исследование действенности метода оценки уровня шума и его точности применительно к различным реализациям телефонных сигналов.
В качестве основного для настоящей работы предлагается взять сигнал, предложенный рекомендацией МСЭ-Т G.729 для исследования систем компрессии речи. Наряду с указанным, необходимо также использовать и другие сигналы для подтверждения полученных результатов. В; частности, поскольку сигнал, приведенный- в рекомендации G:729; представляет собой французскую речь, необходимо распространить исследование и на русскую речь, чтобы оценить степень влияния ее фонетики1 на эффективность метода.
Образцы использованных вг исследовании s сигналов ввиде временных диаграмм,приведены в приложении 3. Использованная в.данном пункте исследования импульсная характеристика эхотракта приведена под номером 1 в приложении 4.
2) Исследование точности определения уровня; шума при его различных
значениях.
Так как в рамках исследования !) предполагается получить результаты для:различных величин, уровня;действующего в эхотракте шума; целесообразно использовать эти же результаты и; для оценки степени влияния уровня шума на точность,его определения; Необходимо определить; диапазон, в котором достигается достоверная оценка уровня шума;
Для достижения этого результата для исследования; выбраны все уровни шума от преобладания над эхосигналом на 12 дБ до преобладания эхосиг-нала над шумом на 24 дБ с шагом изменения уровня шума, равным 3 дБ.
3) Исследование влияния формы импульсной характеристики эхотракта на точность оценки уровня шума.
Необходимо проверить достоверность метода и оценить, как изменяется его точность, применительно к разным импульсным характеристикам эхотрактов для одной или нескольких неизменных реализаций сигнала в тракте приема.
Примеры использованных в исследовании; импульсных? характеристик эхотракта даны-в приложении 4.
Настоящее исследование состоит в применении предложенного метода определения уровня шума к 16 различным реализациям телефонного сигнала с различными уровнями шума, как описано в пункте 3.3. Для достижения этого результата было проведено в общей сложности немногим более 400 измерений.
На рисунках 3.4-3.6 приведены графики зависимости предложенной к исследованию величины aja2 для трех различных реализаций речевого сигнала от отношения эхосигнал - аддитивный шум в тракте передачи. График 3.4 получен для пары эхокомпенсаторов с интервалами вычисления ВКФ 32 и 16 мс, график 3.5 - для пары 32 и 8 мс, график 3.6 - для пары 16 и 8 мс.
Разработка методики исследования эффективности предложенного метода оценки коэффициента нелинейных искажений эхотракта
В [3] рассмотрены два различных способа адаптации коэффициентов цифрового фильтра: последовательное приближение по алгоритму НМНСК и прямое вычисление ядер ряда Вольтерра. Показано, что модель эхокомпенса-тора с прямым вычислением ядер Вольтерра позволяет достичь большой степени подавления нелинейной составляющей эхосигнала и потенциально подавить ее полностью. В то же время, данная модель в высокой степени чувствительна к воздействию аддитивного шума в эхотракте. Модель, использующая рекуррентную адаптацию в соответствии с алгоритмом НМНСК, напротив, менее чувствительна к шуму, но в благоприятных условиях уступает модели с прямым вычислением ядер по степени подавления нелинейной» составляющей і эхосигнала.
В настоящей работе проведено исследование эффективности оценки КНИ с использование обоих указанных способов. С согласия автора [3], за основу моделей, реализующих эти способы, были взяты разработанные и описанные в этой работе программы компенсаторов нелинейных составляющих эхосигналов на основе рядов Вольтерра.
Для целей настоящего исследования указанные программы были модифицированы следующим образом:
1) Обе программы были дополнены функцией остановки адаптации ядер Вольтерра по истечении определенного, задаваемого пользователем времени после начала работы. Значения ядер, достигнутые на момент остановки адаптации, в дальнейшем остаются неизменными и используются для выработки копии нелинейной составляющей эхосигнала до окончания работы программы.
2) Для контроля работы программ в них предусмотрен вывод рассчитанных значений ядер после остановки адаптации.
3) Дшгудобства моделирования решающего устройства наряду с выводом результата компенсации - остаточного эхосигнала в программах предусмотрен также вывод выработанной копии эхосигнала с выхода цифрового фильтра.
В остальном программы компенсаторов полностью соответствуют описанию, приведенному в четвертой главе [3].
Наиболее естественным критерием оценки действенности предлагаемого способа определения КНИ, очевидно, является погрешность метода, то есть результат сравнения рассчитанного значения КНИ с реальным. Показанная на рисунке 4.1 схема позволяет получить такую оценку. В настоящем исследовании эта оценка вырабатывается с помощью математического пакета
Matlab на основе результатов работы решающего устройства, а также дейст вительных значений мощности сигнала в тракте приема и нелинейной составляющей эхосигнала на выходе модели эхотракта, измеренные с использованием программного обеспечения Syntrillium CoolEdit. Для табличного и графического представления полученных результатов также используется пакет Matlab.
В соответствии с описанными принципами проводятся следующие исследования:
1) Исследование влияния величины КНИ на действенность и точность предлагаемого метода его оценки.
В настоящем пункте предлагаемый метод оценки КНИ применяется к одному и тому же сигналу в тракте приема и нескольким реализациям нелинейной составляющей эхосигнала, различающимся по мощности. Во избежание проявления влияния различий в характеристиках нескольких реализаций эхотракта на результат исследования, для всех измерений используется один и тот же набор ядер Вольтерра, а различные значения КНИ эхотракта получаются простым умножением всех ядер-на необходимые коэффициенты без нарушения соотношений между ядрами.
В качестве исходного речевого сигнала в тракте передачи используется сигнал, предложенный рекомендацией МСЭ-Т G.729 для исследования систем компрессии речи. Набор ядер Вольтерра вырабатывается с использованием функции генерации случайных ядер, реализованной в программной модели эхотракта.
2) Исследование действенности метода оценки КНИ применительно к раз личным реализациям нелинейного эхотракта.
В настоящем пункте исследования предлагается применить рассматриваемый метод определения КНИ к ряду различных реализаций эхотракта при одном и том же исходном речевом сигнале. Необходимое для моделирования эхотрактов количество, наборов ядер Вольтерра предполагается получить с использованием функция генерации случайных ядер модели нелинейного эхотракта. При этом для достижения максимальной достоверности получаемых в ходе исследования, результатов предлагается дополнительно изучить характеристики эхотрактов, соответствующие выработанным ядрам Воль-терра, сравнить их с результатами измерений характеристик реальных эхотрактов и таким образом выбрать наборы ядер, в наибольшей степени подобные реальным эхотрактам.
Результаты измерения характеристик реальных эхотрактов можно почерпнуть, из [3]. Предпринятое в указанной работе исследование нескольких категорий нелинейных» эхотрактов состояло в измерении уровня некоторых высших гармоник и комбинационных составляющих., наблюдаемых в тракте передачи при возбуждении эхотракта тестовым сигналом. Подобная схема исследования представляется удачной; она позволяет получить намного более подробное представление о свойствах эхотракта, нежели, чем просто интегральная- оценка КНИ. Эту же схему предлагается, использовать и .для оценки выработанных наборов ядер.
Для!упрощения сравнения с приведенными в [3] результатами в качестве тестового используется такой же точно, как и в [3] сигнал: гармонический двухчастотный сигнал, образованный составляющими /, = 620 Гц и /, =1020 Гц с равными амплитудами. Данный сигнал вырабатывается с помощью программного обеспечения Syntrillium Cooledit. Этот же пакет используется и для расфильтровки гармоник в сигнале, полученном на выходе модели нелинейного эхотракта, и для оценки их уровня.
Полученные значения уровня гармоник (в виде затухания относительно уровня тестового сигнала) приведены в таблице 4.1. Для удобства сравнения там же даны и полученные в [3] усредненные результаты измерений- нескольких категорий нелинейных эхотрактов.
