Dr in - ZST - Politechnika Wrocławska

Zbigniew Siwek, Grzegorz Bedlechowicz
Instytut Telekomunikacji i Akustyki
Politechnika Wrocławska
Telefonia 7 kHz w sieci ISDN
STRESZCZENIE
W referacie przedstawiona została podpasmowa adaptacyjno-różnicowa modulacja impulsowo - kodowa
SB-ADPCM wykorzystywana w telefonii 7 kHz, oraz porównanie jakości usług telefonii 3,1 kHz z telefonią 7 kHz. Do
tego porównania wykorzystano metodę pomiaru wyrazistości logatomowej przeprowadzoną zgodnie z Polską Normą
PN-V-90002 „Cyfrowe łańcuchy telefoniczne. Wymagania i metoda pomiaru wyrazistości logatomowej”. Pomiary
wykonano w Instytucie Telekomunikacji w ramach pracy dyplomowej [5].
1. WSTĘP
W przypadku teleusługi o podwyższonej jakości przekazu (w paśmie od 50 Hz do 7 kHz)
zachowane są podstawowe cechy telefonii w paśmie 3,1 kHz, tj. wykorzystywanie jednego
połączenia (jednego kanału B) oraz możliwość skutecznej komunikacji z terminalem telefonii
3,1 kHz. Natomiast podstawową różnicą, oczywiście poza wyższą jakością przekazu, jest inny
sposób kodowania. Telefonia 3,1 kHz posługuje się metodą kodowania PCM z krzywą kompresji
A, zgodnie z Zaleceniem G.711. W telefonii 7 kHz stosuje się kodowanie określone w Zaleceniu
G.722.
2. PODPASMOWA ADAPTACYJNO – RÓŻNICOWA MODULACJA IMPULSOWO –
- KODOWA SB – ADPCM
Metoda kodowania zastosowana w kodeku G.722 należy do klasy adaptacyjnych metod
różnicowych, z niezależnym kodowaniem poszczególnych części widma sygnału SB-ADPCM
(Sub-band Adaptive Differential Pulse Code Modulation). Widmo sygnału dzieli się na dwa
podpasma: niskie (L) od 0 do 4 kHz oraz wysokie (H) od 4 do 8 kHz. Koder wytwarza strumień
o przepływności 64 kbit/s, złożony z 8-bitowych słów kodowych. W systemie transmisyjnym
te słowa kodowe mogą być przenoszone na trzy różne sposoby. Poniżej przedstawiono metodę
kodowania i możliwe tryby pracy.
Rysunek 1 ukazuje główne funkcjonalne części układu kodująco - dekodującego:
a) koder audio zawiera:
- część nadawczą audio, która dokonuje zamiany sygnału analogowego na postać cyfrową
przy użyciu 14 bitów i przy częstotliwości próbkowania 16 kHz,
- koder SB-ADPCM, który redukuje szybkość bitową do 64 kbit/s,
b) dekoder audio zawiera:
- dekoder SB-ADPCM, który pełni rolę odwrotną do kodera, i co warto zauważyć szybkość
bitowa na wejściu dekodera może zawierać sygnał informacyjny o przepływności 64, 56,
lub 48 kbit/s, zależnie od trybu pracy,
- część odbiorczą, która dokonuje konwersji sygnału z postaci cyfrowej na analogową.
Dwa następne urządzenia ukazane na rysunku 1, będą potrzebne dla aplikacji wymagających
pomocniczego kanału danych:
-
urządzenie wstawiające dodatkowe dane za koderem, wówczas kiedy będzie to konieczne;
1 lub 2 bity na oktet, zależnie od trybu pracy, zastępuje określone bity danych
w pomocniczy kanał danych o przepływności odpowiednio 8 lub 16 kbit/s,
urządzenie ekstrakcji danych, które określa tryb pracy i dokonuje ekstrakcji bitów danych.
Wejście pomocniczego
kanału danych
0, 8, 16 kbit/s
64 kbit/s (7 kHz) audio koder
wejście
sygnału
audio
Część
nadawcza
audio
X in
SB-ADPCM
koder
64 k/bit/s
Część
odbiorcza
audio
X out
64 kbit/s
tryb wskazujący
64 kbit/s (7 kHz) audio dekoder
wyjście
sygnału
audio
Urządzenie
wprowadzania
danych
SB-ADPCM
dekoder
64 kbit/s
Urządzenie
ekstrakcji
danych
64 kbit/s
Wyjście pomocniczego
kanału danych
0, 8, 16 kbit/s
Rys. 1 - Uproszczony schemat funkcjonalny układu kodująco - dekodującego
2.1 FUNKCJONALNY OPIS ELEMENTÓW TERMINALA
Rysunek 2 przedstawia ewentualne wyposażenie terminala, który umożliwia kodowanie
i dekodowanie sygnału audio 7 kHz. Oczywiście mikrofon, przedwzmacniacz, wzmacniacz
i głośnik nie są przedmiotem rozważań Zalecenia G.722, lecz zostały one pokazane dla lepszego
zobrazowania całego procesu.
Punkt testowy A
Część nadawcza audio
Mikrofon
audio
A/C
filtr wejściowy
16 kHz
16 kHz
Głośnik
audio
x
sinx
C/A
filtr wyjściowy
Punkt testowy B
Część odbiorcza audio
słowa
14 bitowe
do kodera
16 kHz
Rys. 2 - Możliwa implementacja części audio
słowa
14 bitowe
z
dekodera
Część nadawcza i odbiorcza zawiera następujące funkcjonalne jednostki:
a) część nadawcza:
- urządzenie regulujące poziom wejściowy,
- wejściowy filtr anty-aliasingowy,
- układ próbkujący z częstotliwością próbkowania 16 kHz,
- przetwornik analogowo-cyfrowy (14-bitowy),
b) część odbiorcza:
- przetwornik cyfrowo-analogowy,
- filtr rekonstrukcyjny zawierający korekcję x/sinx
- urządzenie regulujące poziom wejściowy
2.2 PODSTAWOWE TRYBY PRACY
Trzy podstawowe tryby pracy, które odpowiadają poszczególnym szybkościom bitowym,
możliwe przy kodowaniu sygnału audio są przedstawione w tabeli 1.
Szybkość transmisji
Szybkość transmisji
kodowanego sygnału kanału pomocniczego
0 kbit/s
64 kbit/s
1
8 kbit/s
56 kbit/s
2
16 kbit/s
48 kbit/s
3
Tabela 1 - Tryby pracy i odpowiadające im szybkości transmisji
Tryb
Koder audio wytwarza strumień danych o przepływności 64 kbit/s dla sygnału o paśmie 7kHz
przez cały czas, niezależnie od trybu pracy. Najmniej znaczący bit lub dwa najmniej znaczące bity
podpasma niskiego mogą być użyte w tym strumieniu 64 kbit/s do stworzenia pomocniczego kanału
danych. Zalecenie to opisuje trzy możliwe tryby pracy dekodera SB-ADPCM dla aplikacji
wymagających pomocniczego kanału danych. Należy zauważyć, że szybkość bitowa na wejściu
dekodera audio jest zawsze równa 64 kbit/s, ale strumienie danych niosące informacje
o zakodowanym sygnale audio mogą mieć następujące przepływności: 64, 56 lub 48 kbit/s, zależnie
od trybu pracy. Kiedy do dekodera nie dociera żadna wskazówka co do trybu pracy w jakim
następuje transmisja danych, wówczas powinien być w dekoderze użyty tryb numer 1.
Dzięki trybowi strategii kontrolnej zaimplementowanej w urządzeniu ekstrakcji danych,
w przypadku kiedy występują trudności w uzgodnieniu trybu pracy w koderze i dekoderze,
minimalizuje się czas tego niepożądanego zjawiska. Dla zapewnienia kompatybilności pomiędzy
różnymi typami terminali kodujących, zaleca się jako minimum, aby każdy koder umożliwiał pracę
w trybie 1. Strategia trybu kontrolnego powinna być realizowana przy pomocy protokołu
pomocniczego kanału danych.
2.3 FUNKCJONALNY OPIS KODERA SB-ADPCM
Rysunek 3 przedstawia schemat blokowy kodera SB-ADPCM. Poniżej zostaną opisane
poszczególne jego bloki.
x in
Nadawcze
filtry QMF
xH
x
koder ADPCM
wysokie podpasmo
koder ADPCM
niskie podpasmo
L
16 kbit/s
l
H
48 kbit/s
lL
Rys. 3 - Schemat blokowy kodera SB-ADPCM
MUX
64 kbit/s
l
2.4 NADAWCZE FILTRY QMF (QUADRATURE MIRROR FILTERS)
Filtry QMF zawierają dwa fazowo-liniowe nierekursywne filtry cyfrowe, które dzielą pasmo
częstotliwości 0-8000 Hz na dwa podpasma: niskie podpasmo (0 – 4000 Hz) i wysokie podpasmo
(4000 – 8000 Hz). Sygnał podawany na wejście filtrów QMF – xin stanowi wyjście z części
nadawczej audio (przedstawionej na rysunku 1), jest on próbkowany z częstotliwością 16 kHz.
2.5 KODER ADPCM NISKIEGO PODPASMA
Rysunek 4 ilustruje schemat blokowy kodera ADPCM niskiego podpasma. Sygnał wejściowy
niskiego podpasma xL, po odjęciu estymatora sL sygnału wejściowego, wytwarza sygnał różnicowy
eL. Następnie adaptacyjny 60-cio poziomowy nieliniowy kwantyzator jest użyty do wyznaczenia
wartości sześciu bitów sygnału różnicowego IL o przepływności 48 kbit/s.
x
L
+
-
eL
60 poziomowy
kwantyzator
adaptacyjny
lL
48 kbit/s
kasuj dwa
najmniej
znaczące bity
∆L
adaptacja
kwantyzatora
l Lt
15 poziomowy
odwrotny
kwantyzator
adaptacyjny
d
sL
predyktor
adaptacyjny
Lt
r Lt
+
+
Rys. 4 - Schemat blokowy kodera ADPCM niskiego podpasma
W pętli sprzężenia zwrotnego dwa najmniej znaczące bity IL są usuwane, aby wytworzyć 4- bitowy
sygnał ILt, który jest wykorzystywany w 15-sto poziomowym odwrotnym kwantyzatorze
adaptacyjnym, w celu wytworzenia skwantowanego sygnału różnicowego dLt. Estymator sygnału sL
jest dodany do tego skwantowanego sygnału różnicowego w celu otrzymania rekonstrukcji rLt
sygnału wejściowego niskiego podpasma. Oba sygnały, zrekonstruowany i skwantowany sygnał
różnicowy, są używane przez predyktor adaptacyjny, który wytwarza estymator sL sygnału
wejściowego, zamykając przez to pętlę sprzężenia zwrotnego. Taka 4-bitowa operacja zamiast
6-bitowej w pętlach sprzężenia zwrotnego, w koderze i dekoderze ADPCM niskiego podpasma,
stwarza możliwość wprowadzenia danych w miejsce dwóch najmniej znaczących bitów. sygnał
różnicowy eH. Adaptacyjny 4-ro poziomowy nieliniowy kwantyzator jest używany do wyznaczenia
dwóch bitów wartości sygnału różnicowego w celu wytworzenia sygnału lH o przepływności
16 kbit/s.
2.6 KODER ADPCM WYSOKIEGO PODPASMA
Rysunek 5 przedstawia schemat blokowy kodera ADPCM wysokiego podpasma. Sygnał
wejściowy wysokiego podpasma xH po odjęciu estymatora sH sygnału wejściowego, wytwarza
sygnał różnicowy eH. Adaptacyjny 4-ro poziomowy nieliniowy kwantyzator jest używany
do wyznaczenia dwoch bitów wartości sygnału różnicowego w celu wytworzenia sygnału IH
o przepływności 16 kbit/s.
x
+
H -
4 poziomowy
kwantyzator
adaptacyjny
eH
∆
lH
16 kbit/s
H
adaptacja
kwantyzatora
l Lt
4 poziomowy
odwrotny
kwantyzator
adaptacyjny
d
sH
predyktor
adaptacyjny
r
H
+
+
H
Rys.5 - Schemat blokowy kodera ADPCM wysokiego podpasma
Odwrotny kwantyzator adaptacyjny wytwarza skwantowany sygnał różnicowy dH z dwóch
bitów. Sygnał estymatora sH jest dodawany to tego skwantowanego sygnału różnicowego w celu
wytworzenia rekonstrukcji rH wejściowego sygnału wysokiego podpasma. Oba sygnały,
zrekonstruowany i skwantowany sygnał różnicowy, są używane przez predyktor adaptacyjny, który
wytwarza estymator sH sygnału wejściowego, zamykając przez to pętlę sprzężenia zwrotnego.
2.7 MULTIPLEKSER
Multiplekser pokazany na rysunku 3 jest używany do połączenia sygnałów IL i IH, które
pochodzą odpowiednio z koderów ADPCM niskiego i wysokiego podpasma, w jeden sygnał
o przepływności bitowej 64 kbit/s, którego słowa kodowe mają postać opisaną na rysunku 6.
l H1 l H2 l L1 l L2 l L3 l L4 l L5 l L6
Rys.6 - Format wyjściowego słowa po multipleksacji,
indeksy: H1-H2 bity wysokiego podpasma, L1-L6 bity niskiego podpasma
Bit lH1 jest pierwszym bitem, który jest transmitowany, bity lH1 i lL1 są odpowiednio najbardziej
znaczącymi bitami, podczas gdy bity lH2 i lL6 są najmniej znaczącymi bitami.
2.8 FUNKCJONALNY OPIS DEKODERA SB-ADPCM
Na rysunku 7 zobrazowany jest schemat blokowy dekodera SB-ADPCM
l r
64 kbit/s
lH
16 kbit/s
DMUX
l
Lr
48 kbit/s
dekoder ADPCM
wysokie podpasmo
dekoder ADPCM
niskie podpasmo
(3 tryby)
rH
rL
Odbiorcze
filtry QMF
tryb wskazujący
Rys.7 - Schemat blokowy dekodera SB-ADPCM
X
out
2.9 DEMULTIPLEKSER
Demultiplekser (DMUX) rozdziela przyjmowany sygnał 8-bitowy na dwa sygnały: lLr i lH,
które formują wejściowe słowa kodowe dekoderów ADPCM niskiego i wysokiego podpasma.
2.10 DEKODER ADPCM NISKIEGO PODPASMA
Rysunek 8 przedstawia schemat blokowy dekodera ADPCM niskiego podpasma. Dekoder
może pracować w dowolnym z trzech możliwych trybów, w zależności od otrzymanej wskazówki.
Ścieżka, po której powstaje estymator sL wejściowego sygnału, jest identyczna jak część pętli
sprzężenia zwrotnego w koderze ADPCM niskiego podpasma, co opisano wcześniej. Sygnał rL jest
wytworzony przez dodanie do sygnału estymowanego jednego z trzech skwantowanych sygnałów
różnicowych: dL,6 , dL,5 lub dL,4, wybranego zgodnie z przyjętą wskazówką o trybie pracy.
l Lr
usuń
1 LSB
48 kbit/s
Usuń
2 LSB
l
( l Lt )
l L,4
l L,5
l Lr
15
poziomowy
odwrotny
kwantyzator
adaptacyjny
(d
Lt
)
d L,4
30
poziomowy
odwrotny
kwantyzator
adaptacyjny
60
poziomowy
odwrotny
kwantyzator
adaptacyjny
kcja
usuń
2 LSB
d
L,5
d L,6
d
L
+
+
r
L
Sele
tryb
wskazujący
Lt
15
poziomowy
odwrotny
kwantyzator
adaptacyjny
+
+
adaptacja
kwantyzatora
d Lt
r Lt
predyktor
adaptacyjny
∆L
s
L
Rys.8 - Dekoder ADPCM niskiego podpasma
( LSB – bit najmniej znaczący )
Dla każdej wskazówki tabela 2 pokazuje wybrany skwantowany sygnał różnicowy, użyty
odwrotny kwantyzator adaptacyjny i liczbę najmniej znaczących bitów usuniętych z wejściowego
słowa kodowego.
Wybrany
Otrzymana
Użyty odwrotny
wskazówka o skwantowany
kwantyzator adaptacyjny
trybie pracy sygnał różnicowy
dL,6
Tryb 1
60 – poziomowy
Tryb 2
30 – poziomowy
dL,5
Tryb 3
15 – poziomowy
dL,4
Liczba najmniej znaczących
bitów usuniętych z wejściowego słowa kodowego lLr
0
1
2
Tabela 2 - Tryby pracy dekodera ADPCM niskiego podpasma
2.11 DEKODER ADPCM WYSOKIEGO PODPASMA
Rysunek 9 przedstawia schemat blokowy dekodera ADPCM wysokiego podpasma. Dekoder
ten jest identyczny jak część pętli sprzężenia zwrotnego w koderze ADPCM wysokiego podpasma ,
opisanego wcześniej; wyjście jest zrekonstruowanym sygnałem rH.
l
H
16 kbit/s
4 poziomowy
odwrotny
kwantyzator
adaptacyjny
D
L
dH
rH
+
+
S
predyktor
adaptacyjny
H
adaptacja
kwantyzatora
Rys.9 - Schemat blokowy dekodera ADPCM wysokiego podpasma
2.12 ODBIORCZE FILTRY QMF (QUADRATURE MIRROR FILTERS)
Odbiorcze filtry QMF pokazane na rysunku 7 stanowią dwa fazowo-liniowe nierekursywne
filtry cyfrowe, które interpolują wyjścia rL i rH dekodera ADPCM niskiego i wysokiego podpasma z
8 kHz do 16 kHz, i które wytwarzają sygnał wyjściowy xout, próbkowany z częstotliwością 16 kHz,
formując w ten sposób wejście do części odbiorczej audio.
3. PORÓWNANIE JAKOŚCI USŁUGI TELEFONII 3,1 KHZ Z TELEFONIĄ 7 KHZ [5]
3.1 METODA POMIAROWA
Aby dokonać porównania jakości usługi telefonii 3,1 kHz z telefonią 7 kHz wykorzystano
metodę pomiaru wyrazistości logatomowej. Metoda ta jest najczęściej stosowanym sposobem
pomiaru, który pozwala na określenie klasy jakości danego łańcucha telefonicznego. Badania
zostały przeprowadzone zgodnie z Polską Normą PN-V-90002 „Cyfrowe łańcuchy telefoniczne
Wymagania i metoda pomiaru wyrazistości logatomowej”. Wskazana norma określa wymagania
dotyczące wyrazistości mowy przesyłanej cyfrowymi łańcuchami telefonicznymi (w naszym
przypadku łańcuchem tym jest sieć ISDN) oraz przedstawia metodę subiektywnego pomiaru
wyrazistości logatomowej. Wyrazistość logatomowa dla danych typów środków technicznych
tworzących łańcuch lub pojedynczy element łańcucha oraz dla algorytmów kodowania powinna
wynosić co najmniej 75 %. Łańcuchy telefoniczne lub pojedyncze elementy tego łańcucha mieszczą
się wówczas w I klasie jakości określonej jako rozumienie przesyłanej mowy bez najmniejszego
natężenia uwagi.
Pomiary wyrazistości logatomowej przeprowadzono w rzeczywistych warunkach pracy całego
łańcucha. Pomiar polegał na przesłaniu przez badany łańcuch logatomowych list testowych, które
po stronie nadawczej były odtwarzane przez magnetofon cyfrowy, a po stronie odbiorczej były
zapisywane, również w postaci cyfrowej i z wykorzystaniem magnetofonu cyfrowego. Przy takiej
metodzie odczytu i zapisu list logatomowych konieczne było wykorzystanie w układzie
pomiarowym sztucznych ust i sztucznego ucha. Następnie słuchacze uczestniczący w badaniach
mieli za zadanie odsłuchać i zapisać listy testowe, które zostały nagrane w części odbiorczej.
Liczebność grupy odsłuchowej była na tyle duża, aby uzyskiwane uśrednione wyniki testów
nie uległy zmianie przy dalszym zwiększaniu liczebności grupy. Zgodnie z normą w badaniach
uczestniczyło minimum pięciu słuchaczy.
Na rysunku 10 przedstawiony jest schemat pomiarowy:
część nadawcza
statyw
terminal ISDN
sztuczne usta
wzmacniacz
akustyczny
magnetofon
cyfrowy
12:03
sieć
ISDN
statyw
terminal ISDN
wzmacniacz
akustyczny
magnetofon
cyfrowy
00:03
sztuczne ucho
część odbiorcza
Rys.10- Schemat pomiarowy do wyznaczenia wyrazistości logatomowej dla telefonii 7 kHz [5]
Spis wykorzystanych przyrządów
Digital Audio Tape Deck DTC-60 ES (magnetofon cyfrowy 1),
Digital Audio Tape Deck DTC-55 ES (magnetofon cyfrowy 2),
ISDN Handheld Tester, Argus 25, 2 sztuki,
Measuring Amplifier 2–200 000 Hz, Type 2606, Brüel & Kjær (wzmacniacz akustyczny),
Measuring Amplifier 20–20000 Hz, Type 2609, Brüel & Kjær (wzmacniacz akustyczny),
Mouth Simulator, Type 4227, Brüel & Kjær (sztuczne usta),
Telephone Test Head, Type 4602, Brüel & Kjær (statyw 1 i 2),
Wideband Ear Simulator, Type 4195, Brüel & Kjær (sztuczne ucho).
3.2 OBLICZENIE WYNIKÓW POMIARÓW
Dla każdego słuchacza i dla każdej listy obliczany jest procent prawidłowo odebranych
logatomów według zależności (1):
Pn , k
× 100
W n,k =
(1)
Tk
Wn,k – wyrazistość logatomowa uzyskana przez odsłuch k-tej listy testowej przez n-tego słuchacza,
w procentach,
Pn,k – liczba prawidłowo odebranych logatomów k-tej listy testowej przez n-tego słuchacza,
Tk – liczba nadanych logatomów k-tej listy testowej.
Słuchacz
Telefonia 3,1 [kHz]
Telefonia 7 [kHz]
(n)
Wn,1 [%] Wn,2 [%] Wn,3 [%] Wn,4 [%] Wn,5 [%] Wn,6 [%]
1
80
83
82
88
89
88
2
79
84
81
86
90
92
3
82
86
83
85
86
89
4
85
86
89
85
87
86
5
78
84
83
93
89
90
Tabela 3 - Wyniki pomiarów wyrazistości logatomowej dla telefonii 3,1 kHz i 7 kHz
Obliczenie średniej wyrazistości według wzoru (2):
WL =
1
N×K
N
K
∑∑W
n =1 k =1
(2)
n ,k
w którym:
WL – średnia wyrazistość logatomowa, w procentach,
N – liczba słuchaczy,
K – liczba nadanych list testowych.
Średnia wyrazistość
logatomowa – WL [%]
Telefonia
3,1 [kHz]
Telefonia
7 [kHz]
83
88,2
Tabela 4 - Średnia wyrazistość logatomowa dla usług telefonii 3,1 kHz i 7 kHz
Obliczenie rozrzutu wyrazistości według wzoru (3)
1
N K
2

1
(Wn,k − WL )2 
c=
∑∑
 N × (K − 1) n =1 k =1

(3)
Miarą rozrzutu wyrazistości jest odchylenie średnie kwadratowe.
Telefonia
3,1 [kHz]
Rozrzut wyrazistości – c [%] 3,4
Telefonia
7 [kHz]
2,87
Tabela 5 - Rozrzut wyrazistości dla usług telefonii 3,1 kHz i 7 kHz
Wszystkie wyniki pomiarów wyrazistości logatomowej z tabeli 3 spełniają następujący warunek:
Wn ,k − WL < 3c
(4)
3.3 ANALIZA OTRZYMANYCH WYNIKÓW
Otrzymane wyniki potwierdzają wyższą jakość przekazu teleusługi telefonii 7 kHz
w porównaniu z telefonią 3,1 kHz. Wyrazistość logatomowa w przypadku czterech słuchaczy
(na pięciu biorących udział w badaniach) przyjmowała większe wartości procentowe dla telefonii
7 kHz. Tylko jeden ze słuchaczy (nr 4, tabela 3) otrzymał wyniki bardziej korzystne dla telefonii
3,1 kHz, lecz zaledwie o wartość 0,66 %.
Średnia wyrazistość logatomowa wyznaczona dla pięciu słuchaczy przyjmowała wartość
o 5,2 % większą dla telefonii 7 kHz, aniżeli dla telefonii 3,1 kHz (tabela 4). Różnica ta nie wydaje
się zbyt „okazała”, jeśli weźmiemy pod uwagę fakt, iż pasmo przenoszonego sygnału mowy zostało
powiększone ponad dwukrotnie.
Rysunek 11 przedstawia typowy rozkład mocy sygnału telefonicznego w funkcji częstotliwości.
Jak widać, moc sygnału jest zawarta przede wszystkim w zakresie mniejszych częstotliwości,
a zatem poszerzenie pasma częstotliwości do wartości 7 kHz, daje nam stosunkowo niewielkie
korzyści (wydają się one o wiele większe jeśli spojrzymy na ten problem pod kątem przepływności
binarnej strumienia danych dla poszczególnych zakresów pasma, a która wynosi od 48 do 64 kbit/s
dla 7 kHz, i „aż” 64 kbit/s dla 3,1 kHz). Można zatem stwierdzić, że spadek wyrazistości
(dla sygnałów mowy), związany z ograniczeniem pasma do wartości 3,1 kHz, jest stosunkowo
niewielki.
Moc [dB]
40
telefonia 3,1 kHz
+
telefonia 7 kHz
20
f [kHz]
0
0
2
4
6
8
10
Rys. 11 - Rozkład mocy sygnału telefonicznego
Ograniczenie pasma możemy postrzegać nie tylko jako spadek wyrazistości, ale również jako
stratę mocy sygnału. W przypadku telefonii 3,1 kHz i 7 kHz odczuwalna jest różnica w poziomie
głośności (jest on większy dla pasma 7 kHz). Jednak zgodnie z tym, co zaznaczono już wcześniej,
moc sygnału jest zawarta przede wszystkim w zakresie mniejszych częstotliwości, a zatem spadek
głośności nie jest duży.
Rozrzut wyrazistości jest nieznacznie większy w przypadku telefonii 3,1 kHz, co jest
równoznaczne ze stwierdzeniem, że wyrazistość logatomowa dla telefonii 7 kHz przyjmowała
dla pięciu słuchaczy bardziej zbliżone do siebie wartości. Spełnienie warunku |Wn,k–WL| < 3c,
nie wymuszało wykluczenia danych wyników pomiaru przy obliczaniu średniej wyrazistości
i przeprowadzenia ponownych obliczeń WL i c według równań 14.2 i 14.3.
Zgodnie z wymaganiami wyrazistość logatomowa przyjmuje wartość większą od 75 %,
co oznacza, że badany łańcuch telefoniczny, dla realizacji obu usług telefonii, mieści się w I klasie
jakości (tabela 6).
Klasa
jakości
I
Charakterystyka klasy jakości
Norma wyrazistości
logatomowej WL [%]
Rozumienie przesyłanej mowy bez najmniejszego
natężenia uwagi i bez subiektywnie zauważalnych
skażeń sygnału mowy
powyżej 75
Tabela 6 - Klasa jakości i jej charakterystyka
4. BIBLIOGRAFIA
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
ITU-T Recommendation G.722, 7 kHz audio – coding within 64 kbit/s, 1993
Brzeziński K.M., Istota sieci ISDN, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej,
Warszawa 199
Polska Norma PN-V-90002, Cyfrowe łańcuchy telefoniczne Wymagania i metoda
pomiaru wyrazistości logatomowej, Polski Komitet Normalizacyjny, 1999
Bem D.J., Kazimierczak W., Szymanowski M., Systemy telekomunikacyjne część 2;
Systemy porozumiewawcze, Wydawnictwo Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 1983
Praca dyplomowa: Bogusław Trojnar, Analiza realizacji usług audio w sieci ISDN,
Wrocław 2001