Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Влияние дальности радиосвязи на качество пакетной передачи речи при использовании на канальном уровне технологии стандарта IEEE 802.11 Житнов, Алексей Анатольевич

Влияние дальности радиосвязи на качество пакетной передачи речи при использовании на канальном уровне технологии стандарта IEEE 802.11
<
Влияние дальности радиосвязи на качество пакетной передачи речи при использовании на канальном уровне технологии стандарта IEEE 802.11 Влияние дальности радиосвязи на качество пакетной передачи речи при использовании на канальном уровне технологии стандарта IEEE 802.11 Влияние дальности радиосвязи на качество пакетной передачи речи при использовании на канальном уровне технологии стандарта IEEE 802.11 Влияние дальности радиосвязи на качество пакетной передачи речи при использовании на канальном уровне технологии стандарта IEEE 802.11 Влияние дальности радиосвязи на качество пакетной передачи речи при использовании на канальном уровне технологии стандарта IEEE 802.11 Влияние дальности радиосвязи на качество пакетной передачи речи при использовании на канальном уровне технологии стандарта IEEE 802.11 Влияние дальности радиосвязи на качество пакетной передачи речи при использовании на канальном уровне технологии стандарта IEEE 802.11 Влияние дальности радиосвязи на качество пакетной передачи речи при использовании на канальном уровне технологии стандарта IEEE 802.11 Влияние дальности радиосвязи на качество пакетной передачи речи при использовании на канальном уровне технологии стандарта IEEE 802.11 Влияние дальности радиосвязи на качество пакетной передачи речи при использовании на канальном уровне технологии стандарта IEEE 802.11 Влияние дальности радиосвязи на качество пакетной передачи речи при использовании на канальном уровне технологии стандарта IEEE 802.11 Влияние дальности радиосвязи на качество пакетной передачи речи при использовании на канальном уровне технологии стандарта IEEE 802.11 Влияние дальности радиосвязи на качество пакетной передачи речи при использовании на канальном уровне технологии стандарта IEEE 802.11 Влияние дальности радиосвязи на качество пакетной передачи речи при использовании на канальном уровне технологии стандарта IEEE 802.11 Влияние дальности радиосвязи на качество пакетной передачи речи при использовании на канальном уровне технологии стандарта IEEE 802.11
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Житнов, Алексей Анатольевич. Влияние дальности радиосвязи на качество пакетной передачи речи при использовании на канальном уровне технологии стандарта IEEE 802.11 : диссертация ... кандидата технических наук : 05.12.13 / Житнов Алексей Анатольевич; [Место защиты: Владимир. гос. ун-т им. Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых].- Москва, 2012.- 110 с.: ил. РГБ ОД, 61 12-5/1808

Содержание к диссертации

Введение

1. Беспроводные технологии пакетной передачи речевой информации 8

1.1 Беспроводный доступ к спутниковой сети VSAT 8

1.2 Беспроводный доступ при помощи системы IRLP 9

1.3 Беспроводный доступ при помощи системы e-QSO 9

1.4 Беспроводный доступ при помощи системы I-Link 11

1.5 Беспроводный доступ при помощи системы Echolink 11

1.6 Беспроводный доступ с использованием технологий «Radio

Ethernet» IEEE 12

2. Экспериментальное определение спектральной плотности мощности сообщения устной речи 26

2.1. Спектральная плотность мощности речевого сообщения 26

2.2. Корреляционная функция речевого сообщения 29

2.3. Выводы 43

3. Искажения спектральной плотности мощности речевого сообщения при его пакетной передаче с использованием на канальном уровне технологии стандарта IEEE 802 44

3.1. Условия проведения эксперимента 44

3.2. Искажения СПМ речевого сообщения при его пакетной передаче с использованием стандарта IEEE 802.11 46

3.3. Выводы 53

4. Определение по критерию отношения сигнал/шум качества пакетной передачи речевого сообщения с использованием на канальном уровне технологии стандарта IEEE 802Л1 54

4.1. Схема и условия проведения эксперимента. Выбор продолжительности исходной реализации речевого сообщения. 54

4.2. Определение отношения сигнал/шум пакетной передачи речевого сообщения с использованием на канальном уровне технологии стандарта IEEE 802.11 54

4.3. Зависимость от дальности связи отношения сигнал/шум пакетной передачи речевого сообщения с использованием на канальном уровне технологии стандарта IEEE 802.11 57

4.4. Выводы 61

5. Определение по критерию разборчивости качества пакетной передачи речевого сообщения с использованием на канальном уровне технологии стандарта IEEE 802.11 62

5.1. Постановка задачи 62

5.2. Экспериментальные оценки отношения сигнал/шум 63

5.3. Сопоставление объективных и субъективных оценок качества воспроизведения (по критерию разборчивости) звуковых файлов эталонных слоговых таблиц 65

5.4. Выводы 67

Список используемой литературы

Введение к работе

Актуальность темы. Технологии беспроводного широкополосного доступа являются самой быстрорастущей и видоизменяющейся областью телекоммуникационных технологий, в том числе и на железнодорожном транспорте. Расширятся применение на железнодорожном транспорте стандартов IEEE 802.11 - «Radio Ethernet» и IEEE 802.16 - технологий беспроводных сетей в диапазоне 2,4 ГГц и других высокочастотных диапазонах.

В основе диссертации лежат теоретические и прикладные исследования по цифровой обработке и передаче непрерывных, в том числе, речевых сообщений Дж. Беллами, А.И. Величкина, Г.В. Вемяна, М.Д. Бенедиктова, В.Н. Гор-диенко, Г.В. Горелова, А.Г. Зюко, И.П. Кнышева, И.А. Лозового, А.П. Манов-цева, М.В. Назарова, Н.И. Пилипчук, Л. Рабинера, О.Н. Ромашковой, П.Н. Толмачева, А.Ф. Фомина и др.

Цель работы. В диссертационной работе поставлена цель определения влияния дальности беспроводной связи с использованием технологии стандарта Radio Ethernet на качество воспроизведения речи.

Для выполнения поставленной цели в работе решены следующие задачи:

  1. Обзор существующих аналитических моделей речевого сообщения, его вероятностных характеристик с позиций их использования при определении влияния дальности беспроводной связи с использованием технологии стандарта Radio Ethernet на качество воспроизведения речи.

  2. Экспериментальное определение характеристик сообщения устной английской речи, его аналитическое моделирование, сопоставление аналитических моделей сообщения английской речи с моделями сообщений на других языках.

  3. Учет специфики речевого сообщения речи при оценке при определении влияния дальности беспроводной связи с использованием технологии стан-

дарта Radio Ethernet на качество воспроизведения речи.

Объектом исследования являются системы широкополосного беспроводного доступа.

Предметом исследования являются методы функционирования

систем пакетной передачи речевых сообщений.

Методы исследования. В работе использованы методы теории вероятностей, математического анализа, теории массового обслуживания.

Научная новизна

  1. Разработана методика экспериментального определения СПМ сообщения устной английской речи.

  2. Предложена аппроксимация нормированной СПМ сообщения устной английской речи.

  3. Предложена методика экспериментального определения качества воспроизведения речи при ее пакетной передаче с использованием технологии стандарта IEEE 802.11.

Достоверность и обоснованность результатов подтверждается использованием апробированного математического аппарата, логической обоснованностью разработанных вопросов, результатами модельных экспериментов.

Практическая значимость результатов диссертации

  1. По предложенной методике экспериментального определения качества воспроизведения речи при ее пакетной передаче с использованием технологии стандарта IEEE 802. впервые получены результаты показывающие, что при дальности связи L=5 м ОСШ=23,6 дБ и L=10 м ОСШ=18,8 дБ соответственно.

  2. Получены оценки уменьшения слоговой разборчивости при увеличении дальности связи при пакетной передаче речи с использованием на канальном уровне технологии стандарта IEEE 802.11. Ухудшение качества пакетной передачи речи при увеличении дальности характеризуется пересечением грани-

цы «высшего» класса качества и класса качества «I» при значении дальности связи L= 10 м. При дальности связи L= 10 - 60 м качество пакетной передачи речи принадлежит классу «I».

3. Полученные уточнения значения максимума английской речи позволяющие на 2-3 дБ определять качество воспроизведения сообщения устной английской речи.

На защиту выносятся

- результаты экспериментального определения СПМ сообщения устной анг
лийской речи (для естественного голоса),

-результаты исследования влияния дальности на качество воспроизведения речи при пакетной передаче с использованием технологии стандарта IEEE 802.11.

Публикации и личный вклад автора. По материалам диссертации опубликовано 11 работ, включая три статьи в журналах, рекомендованных списком ВАК. Личный вклад автора определяется предложением, обоснованием и исследованием основных теоретических положений работы, а также разработкой экспериментальной методики определения СПМ сообщения устной английской речи и методики проведения эксперимента по определению качества воспроизведения речи при ее пакетной передаче с использованием технологии стандарта IEEE 802.11.

Результаты работы внедрены на действующей сети IP компании ООО «ГАРСТЕЛЕКОМ-УТ», а также использованы в учебном процессе на кафедре «Радиотехника и электросвязь» МИИТа и в НИР «Перспективные технологии средств передачи информации железнодорожного транспорта» (2010,2011).

Апробация работы выполнена на следующих конференциях:

- Научно-практическая конференция Неделя науки-2009 «Наука транспорту»
(Неделя науки-2009. МИИТ).;

Международная научно-практическая конференция ПТСПИ-2009, Владимир-Суздаль, 2009;

Научно-практическая конференция «Безопасность движения поездов», МИ-ИТ, Москва 2009 г.;

Научно-практическая конференция Неделя науки-2010 «Наука транспорту» (Неделя науки-2010. МИИТ).;

23-я международная школа-семинар «Перспективные системы управления на железнодорожном, промышленном и городском транспорте». Украина. Алушта. 2010г.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, включающего 95 наименований и приложений. Основная часть диссертации изложена на 92 страницах машинописного текста, содержит 19 рисунков, 16 таблиц.

Беспроводный доступ при помощи системы IRLP

Программное обеспечение имеет очень много достоинств по сравнению с вышеупомянутыми системами. В первую очередь это усовершенствованный протокол передачи речи и наличие расширенных возможностей управления функциями программы через радиоканал. Если пользователь находится в зоне уверенного приема ретранслятора, ему не надо делать общий вызов на частоте. Благодаря встроенному синтезатору речи программа передает в эфир позывные всех подключающихся станций. Предусмотрена возможность активного запроса информации о перечне подсоединенных станций путем передачи пользователем DTMF кода 08. Можно также произвольно устанавливать соединение с желаемыми станциями или репитерами. Для этого необходимо знать номер узла и ввести его с DTME клавиатуры. После завершения QSO для отсоединения от станции достаточно передать символ #. Наличие встроенного цифрового магнитофона, активируемого по VOX, дает возможность вести голосовой журнал проводимых QSO, конференций или круглых столов с фиксацией времени и позывных. Просматривать журнал подключений и управлять состоянием программы можно не только через радиоканал, но и по сети интернет с удаленного компьютера, через встроенный активный web-интерфейс.

Технология беспроводных сетей WLAN (Wireless LAN) развивается быстро. Эти сети удобны для подвижных средств , но находят применение и в других областях. Наиболее перспективным представляется проект IEEE 802.11.

Стандарт 802.11 предполагает работу на частоте 2.4-2.4835 ГГц при использовании 4FSK / 2FSK FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) и DSSS - модуляции (Direct Sequence Spread Spectrum), мощность передатчика ЮмВт-Шт. В данном частотном диапазоне определено 79 каналов. Максимальная пропускная способность сети составляет 2 Мбит / с (в условии малых шумов). Существует несколько модификаций стандарта и соответствующих регламентирующих документов. Здесь возможны две скорости передачи 1 и 2 Мбит/с. При скорости 1 Мбит/с используется схема кодирования с группированием четырех бит в 16-битовое кодовое слово, содержащее 15 нулей и одну 1 (код Грея).

В 802.11 используется DBPSK (Differential Binary Phase Shift Keying) для скорости 1 Мбит/с и DQPSK (Differential Quadrature Phase Shift Keying) для скорости 2 Мбит/с, a высокоскоростное DSSS (DSSS/HR применяемое в IEEE 802.11b) использует схему модуляции ССК (Complementary Code Keying), которая допускает скорости передачи 5,5 и 11 Мбит/с. в случае DSSS каждый бит передается в виде 11 элементарных сигналов, образующих последовательность Баркера. В протоколе предусмотрена коррекция ошибок FEC. Стандарт IEEE 802.11а специфицирует систему кодирования OFDM для скорости передачи 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48 и 54 Мбит/с. В последнее время широкое распространение получила модификации IEEE 802.11b (Wi-Fi -Wireless Fidelity), которая может обеспечить скорость 1, 2, 5,5 и 11 Мбит/с (модуляция DSSS). Применяется алгоритм доступа к сетевой среде CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance).

Для стандарта IEEE 802.11b доступно п-14 радиоканалов в частотном диапазоне 2,4 ГГц. Возможно использование всенаправленных и узконаправленных антенн.

Всенаправленная антенная система гарантирует связь для расстояний до 45 метров, а узконаправленная - до 45 км. При скорости 1 Мбит/с расстояние надежной связи может достигать нескольких сот метров. Предельно возможная скорость обмена определяетея автоматически. Одновременно может обслуживатьея до 50 пользователей.

Улучшенной версией 802.11b является 802.11 g. Этот стандарт принят в 2001 году, в нем применяется метод модуляции OFDM. Теоретически максимальная скорость передачи составляет 54 Мбит/с.

Для Ethernet кадра максимальной длины при р=10" вероятность безошибочной доставки составляет менее 30%. При р=10"5 искажается один из 9 кадров.

Топологически локальная сеть IEEE 802.11b строится вокруг базовой станции, через которую производится связь с Интернет. Но возможны схемы с несколькими базовыми станциями. В этом случае используется протокол STP (Spanningree Protocol), чтобы исключить возможность формирования циклических структур. Для организации совместной работы базовых станций используются сигнальные кадры, которые служат для целей синхронизации

Протокол Wi-Fi уязвим для сетевых атак. Чтобы гарантировать безопасность на приемлемом уровне был разработан стандарт IEEE 802.1 li. Стандарт IEEE 802. Hi является дополнением к стандарту 802.11 и специфицирует механизмы обеспечения безопасности для беспроводных сетей.

Аутентификационный процесс предполагает аутентификацию точки доступа (АР) по отношению к станции пользователя (STA), и наличие ключей для шифрования трафика. Начальный обмен в рамках ЕАР позволяет получить общий секретный ключ РМК (Pairwise Master Key). Этот ключ сохраняется на протяжении всей сессии и должен использоваться как можно реже. Четырехходовой диалог используется для фиксации другого ключа, называемого РТК (Pairwise Transient Key). Ключ РТК генерируется путем объединения следующих атрибутов: РМК, MAC- адрес. Полученный результат подвергается преобразованию с помощью криптографической хэш-функции.

В процессе диалога определяется также GTK (Group Temporal Key - групповой временный ключ), используемый для дешифрования мультикастного и широковещательного трафика.

Подобно WPA, 802.1 И имеет режим pre-shared key (режим PSK, известен также как персональный режим), который предназначен для применения дома и в небольших офисных сетях, которые не могут себе позволить применение аутентификационного сервера 802. IX. Каждый пользователь для получения доступа в сеть должен ввести пароль. Пароль обычно запоминается в машине пользователя, так что его достаточно ввести лишь один раз. Пароли должны иметь не менее 8 символов, однако рекомендуется 20 символов. Стандарт IEEE 802. Hi допускает более строгие PSK, содержащие до 63 шестнадцатеричных символов.

В 1992 году страны члены ЕС выделили диапазон частот 1,89-1,9 ГГц для целей построения сетей, базирующихся на применение радиосигналов (стандарт DECT - Digital European Cordless Telecommunications). Этот стандарт был разработан для целей передачи данных и голоса в системах сотовой связи. В США для этих же целей используются широкополосные системы с шумоподобным сигналом (SST - ШПС). Для подобных же целей выделены также частотные диапазоны 18 и бОГГц .

Корреляционная функция речевого сообщения

Защищенный доступ WPA или WPA2 является одной из услуг, используемых в Wi-Fi сетях. Эта техника была разработана в связи с выявлением серьезных слабостей в WEP (Wired Equivalent Privacy) для беспроводных сетей. WPA в значительной мере реализует стандарт IEEE 802. Пі, и является промежуточным решением на время, пока 802.11i не будет готов окончательно. WPA предназначен для работы с беспроводными интерфейсными картами. WPA2 ориентирован на работу с полной спецификацией стандарта, но не поддерживает некоторые старые сетевые карты. Оба варианта обеспечивают хорошую безопасность;

WPA или WPA2 должны быть активированы и иметь больший приоритет, чем WEP. WEP обычно представляет собой первый вариант конфигурации в большинстве инсталляционных инструкций, в "персональном" режиме, наиболее часто используемом дома и в небольших офисных сетях, длина пароля должна быть больше 6 - 8 символов. WPA спроектирован для работы с аутентификационным сервером IEEE 802. IX, который рассылает разные ключи всем пользователям; однако, он может использоваться и в менее безопасном режиме PSK (pre-shared key), где каждому пользователю дан один и тот же пароль.

Данные шифруются с привлечением потокового алгоритма RC4, с 128-битовым ключом и 48-битовым вектором инициализации (IV). Одним из главных улучшений WPA по отношению WEP является внедрение протокола TKIP (Temporal Key Integrity Protocol), который динамически изменяет ключи.

В дополнение к аутентификации и шифрованию WPA предоставляет также улучшенбный уровень целостности данных. CRC, используемая в WEP не является достаточно безопасным средством; можно изменить данные и зная ключ WEP обновить CRC сообщения.

WPA2 использует обязательные элементы 802.111. В частности, в дополнение к TKIP и алгоритму Michael, здесь вводится новый алгоритм, базирующийся на AES, ССМР, который считается вполне безопасным. Режим Pre-shared key (PSK, называемый также персональным режимом) разработан для применения в домашних условиях и для небольших офисных сетей, которые не могут позволить использования аутентификационного сервера 802. IX. Каждый пользователь должен вводить пароль для входа в сеть. Пароль может содержать от 8 до 63 ASCII символов или 64 шестнадцатеричных чисел (256 бит). Если вы выбрали использование ASCII символов, хэш функция сокращает его с 504 бит (63 символов 8 бит) до 256 бит. Пароль может быть запомнен в машине пользователя при отключении, чтобы исключить необходимость повторного ввода. Пароль должен храниться в точке доступа Wi-Fi. Взлом паролей может быть предотвращен путем использования паролей полностью случайных букв при работе с WPA и WPA2. Пароли должны регулярно заменяться. Пользователи и серверы 802. IX, разработанные разными фирмами могут поддерживать другие типы ЕАР. Внедрение мобильных телефонов и других аналогичных устройств в сферу платежных средств (PCI-DSS) дало мощный толчок к развитию этой технологии [7]. Эти разработки с неизбежностью должны поднять уровень безопасности беспроводных сетей. Существует мнение, что беспроводные сети, например, стандарта ІЕЕЕ-802.1In со временем вытеснят Ethernet. Если для мобильных приложений такие утверждения справедливы, то для стационарных рабочих станций и, тем более серверов такие предположения представляются удивительными. И дело здесь не только в том, что 2,4ГГц на рабочем месте целый рабочий день, это не подарок, но также по причине того, что радио канал по пропускной способности никогда не сможет сравниться с оптоволокном.

Предельная полоса пропускания для 802.1 In немного превышает 150 Мбит/с. Это больше чем в случает Fast Ethernet. Здесь следует учесть, что 802.1 In эквивалентен случаю, когда в проводном Ethernet все пользователи подключены к одному разветвителю и конкурируют за доступ к сети. В проводных локальных сетях такая схема сегодня практически не встречается, все машины обычно подключены к разным каналам переключателя и могут работать с разными серверами, когда их потоки не конкурируют. Таким образом, в локальной сети FE при корректной конфигурации можно получить пропускную эффективную способность 200Мбит/с и более против 150Мбит/с для 802.1 In. Я не говорю о возможностях GE, 10GE, 40GE и 100GE, быстродействие которых для беспроводных сетей просто не достижимо. Но существуют приложения, где беспроводный вариант предпочтительнее проводного - это больницы, скорая помощь, различные выездные ремонтные службы и т.д. Не следует снимать со счетов и пониженную информационную безопасность беспроводных обменов, а также уязвимость к внешним электромагнитным помехам. Для задач VoIP критическим параметром является задержка. Согласно рекомендациям ITU задержка отклика не должна превышать 150 мс. Для мультимедийных приложений важным параметром является также разброс задержки, который не должен превышать 30 мс.

Искажения СПМ речевого сообщения при его пакетной передаче с использованием стандарта IEEE 802.11

Схема и условия проведения эксперимента. Выбор продолжительности исходной реализации речевого сообщения Используем схему проведения эксперимента (см. рис.3.1). Для определения качества пакетной передачи речевого сообщения сравниваем реализации на входе и выходе схемы рис.3.1. В качестве исходной используем реализацию речевого сообщения устной речи на русском языке в формате wav (wave), с частотой дискретизации 44100 Гц и равномерным квантованием на 216 =65536 уровней). Значения отсчетов задаются в долях от динамического диапазона сообщения.

Для получения оценок качества пакетной передачи речевого сообщения разработана (в оболочке Mat Lab) программа вычислений, выполняющая, в частности, следующие функции (листинг программы приведен в Приложении 1): преобразования оцифрованного сообщения в последовательность отсчетов; - вычисления значений математического ожидания Шх и дисперсии (мощности) Dx для исходной реализации речевого сообщения (реализации на входе схемы рис.2.1).

Определение отношения сигнал/шум пакетной передачи речевого сообщения с использованием на канальном уровне технологии стандарта IEEE 802.11

Последовательность действий по вычислению отношения сигнал/шум (ОСШ) пакетной передачи речевого сообщения с использованием технологии VOICE OVER WI FI определяем следующим образом. 1.Вычисление шума передачи - разности между величинами отсчетов реализаций речевого на входе и выходе схемы рис.3.1 (для отсчетов с одинаковыми номерами 1 в массивах). Si =Х; -yi (4.1) 2.Вычисление математического ожидания шума передачи Ms = N"Fil (4.2) 3.Вычисление мощности (дисперсии) шума передачи DE = =п - (43) 4.Вычисление отношения сигнал / шум по мощности ОСШ, дБ ОСШ = 101g— (4.4) Программа вычислений (см. Приложение 1) помимо функций, описанных в параграфе 4.1, выполняет и следующие функции: - вычисления значений математического ожидания Шу и дисперсии (мощности) Dy для реализации на выходе схемы рис.3.1); - вычисление по формуле (4.1) значений є; шума передачи; - вычисления по формуле (4.2)математического ожидания шума передачи Ме; - вычисления по формуле (4.3) мощности шума передачи Ве; - вычисления по формуле (4.4) отношения сигнал / шум по мощности ОСШ, дБ. Алгоритм работы программы представлен на рис. 4.1, листинг программы приведен в Приложении 1, описание процедуры проведения эксперимента - в Приложении 2.

Алгоритм работы программы 4.3 Зависимость от дальности связи отношения сигнал/шум пакетной передачи речевого сообщения с использованием на канальном уровне технологии стандарта IEEE 802.11

В главе 3 отмечено, что при пакетной передаче речевого сообщения с использованием стандарта IEEE 802.11 увеличение дальности связи Е,м (расстояния в условиях прямой видимости между ПК1и ІЖ2 (см.рис.3.1)) начинают проявляться искажения СПМ передаваемого речевого сообщения. Это приводит и к изменению отношения сигнал/шум пакетной передачи речевого сообщения.

Будем анализировать изменения ОСШ для сигнала (полоса 300 - 3400 Гц) при различных значениях дальности связи, в том числе и для Е=0 м (отсутствие искажений).

Результаты вычислений, выполненных для различных расстояний между базовыми точками (дальности связи Е,м), представлены в табл.4.2. ОСШ, дБ оо 23,5559 18,8335 Возможен и иной метод вычисления ОСШ, с использованием результатов эксперимента, приведенных в главе 3. Так, например, с использованием данных табл. 3.1 можно получить зависимость от центральных частот полос д/ =і/з октавы долей мощности шума (разности долей мощности искаженной и неискаженной CUM).

Произведем оценку достаточности использованной выше выборки. Правильным методом исследования является тот, когда необходимый (и достаточный) объем выборки определяется до проведения эксперимента. Однако, общей проблемой в данном случае является отсутствие числовых характеристик генеральной совокупности (в первую очередь математического ожидания и среднеквадратического отклонения) [57]. На практике приемлемо получить выборку, и, на основании полученных числовых характеристик, сделать вывод о ее достаточности (или, если это условие не выполняется, повторить эксперимент для большего числа значений выборки) [57].

Величина квадрата доверительного интервала определяется по формуле [57]: A2 = (tV)/NBbl6. (4.5) где:КВЬ1б- объем выборки ; а - среднеквадратическое отклонение; I - параметр. Будем использовать значение параметра 1 = 2 (что соответствует доверительной вероятности 95%). При часовой продолжительности используемой нами реализации речевого сообщения и при частоте дискретизации 44100 Гц можно получить NBbl6 = 15876000 отсчетов. В табл.4.2 для неискаженной реализации речевого сообщения приведено значение Dy =о2= 307,6. При этих значениях 1, NBbI6 и о2 с использованием формулы (4.5) получаем величину доверительного интервала А=0,88%. Таким образом, используемая выборка является репрезентативной (при заданной доверительной вероятности 95% и доверительном интервале 0,88%).

Определение отношения сигнал/шум пакетной передачи речевого сообщения с использованием на канальном уровне технологии стандарта IEEE 802.11

Аудиоредактор позволяет исследовать СПМ сообщения в качестве представления оценок его энергетического спектра. Для того, чтобы начать работу с записью необходимо выполнить следующие действия: Добавить файл в Adobe Audition можно нажав на File-Open: В появившемся окне выберем файл. После Open в списке идёт Open As (открыть как), при его выборе вы также должны будите указать какой файл хотите открыть, после указания файла перед вами появится окно выбора его опций, качества. Т.е. если к примеру вы открываете Mono файл, но хотите что бы он открылся как стерео, то укажите это в опциях.

Для того чтобы послушать ваш файл, нажмите кнопку плэй в меню Transport (красная область на рисунке ниже) или же клавишу пробел на клавиатуре:

Зелёная область - кнопка стоп (остановка воспроизведения сэмпла).

Жёлтая область - кнопка приостановки воспроизведения (пауза). Обратите внимание на эту жёлтую (рисунок ниже) полосу (она может находится в самом начале сэмпла):

Прослушивание сэмпла начинается с того места где находится эта жёлтая линия. Для того чтобы передвинуть эту линию вправо/влево, нажмите левой кнопкой мыши на небольшом треугольнике и ведите в сторону. Или же просто нажмите 1 раз по сэмплу в нужном вам месте (см. картинку выше). Есть ещё одна возможность передвинуть эту жёлтую линию, для это воспользуйтесь кнопками которые показаны на рисунке ниже, или же воспользуйтесь клавишами на клавиатуре Home, End:

Также в Adobe Audition есть возможность зацикленного воспроизведения, для того чтобы включить зацикливание воспользуйтесь этой клавишей (красная область на картинке ниже), для отмены зацикливания нажмите на кнопку плэй или остановите воспроизведение.

Frequency Analysis предназначен для выявления проблематичных полос частот для последующего исправления ситуации с помощью эквалайзера. В этой панели горизонтальная ось представляет собой частоту (измеряется в Гц), а вертикальная ось представляет собой амплитуду соответствующей частоты (измеряется в децибелах).

Scan Selection - при выборе диапазона Adobe Audition анализирует только центральные точки. Чтобы проанализировать среднюю (общую) частоту выбранного диапазона, нажмите кнопку Scan Selection (сканировать выделенную область); Statistics - данные о курсоре на графике и приближенная информация о тоне;

Linear View - устанавливает линейную горизонтальную развертку шкалы частот, для того чтобы выбрать логарифмический масштаб - уберите данный флажок; Hold - снимок АЧХ в момент нажатия по одной из четырёх кнопок. Частотный снимок соответствует цвету нажатой кнопки. Для того, чтобы выключить снимок, нажмите на соответствующую кнопку еще раз; Chart Format menu - изменение графика: Lines - отображает линии амплитуды на каждой частоте простыми линиями. Левый канал голубой, правый красный; Area (Left On Top) - отображает линии амплитуды, но область под линией заливается сплотным цветом, сглаживает различия амплитуды в той же области, левый канал отображается поверх правого; Area (Right On Top) - идентично предыдущему, но правый канал отображается поверх левого; Bars (Left On Top) - показывает частоты путем разделения дисплея на прямоугольные сегменты, левый канал отображается поверх правого. Чем больще размер FFT, тем точнее анализ и более узкие столбы частоты; Bars (Right On Top) - идентично предыдущему, но правый канал отображается поверх левого. FFT Size menu - определяет размер Быстрого преобразование Фурье. Больтие значения БПФ дадут вам более точные результаты частот, но на обработка займёт больте времени;

Если вы установите размер FFT до 8192 или ниже, частотный анализ будет обновляться в режиме реального времени, во время воспроизведения файла.

FFT Window Туре - позволяет выбрать один из восьми видов окна БПФ. Каждый вид отображает график частоты несколько по-разному.

Triangular - дает более точную оценку частоты, но он также самый щумный, а это означает, что другие частоты будут показаны несколько преувеличенно, даже если они могут быть значительно меньшей громкости;

Blackmann-Harris - в отличие от предыдущего, данный параметр отображает более широкую полосу частот, которая не столь точна, но менее шумна, что позволяет легче выделить основные частотные компоненты. Reference - Определяет амплитуду, на которой будет расположен сигнал с амплитудой 0. Например, значение 0 отобразит полную шкалу, и амплитуда в 0 dB будет отображена на 0 dBFS. Значение 30 отобразит амплитуду в -30 dB на отметке 0 dBFS. Данное действие просто сменит развертку дисплея, никак не влияя на проходящее аудио; Copy То Clipboard - копирует данные анализатора в буфер обмена Windows в текстовом формате. Представленные оценки считываются программой - макросом, разработанной в оболочке Microsoft Excel.

Похожие диссертации на Влияние дальности радиосвязи на качество пакетной передачи речи при использовании на канальном уровне технологии стандарта IEEE 802.11