một phương pháp đảm bảo chất lượng cho dịch vụ truyền thông đa hướng thời gian thực qua mạng ip

LINK DOWNLOAD MIỄN PHÍ TÀI LIỆU "một phương pháp đảm bảo chất lượng cho dịch vụ truyền thông đa hướng thời gian thực qua mạng ip": http://123doc.vn/document/1051158-mot-phuong-phap-dam-bao-chat-luong-cho-dich-vu-truyen-thong-da-huong-thoi-gian-thuc-qua-mang-ip.htm

1.4.2 Những lợi ích và cản trở công nghệ 27
1.4.3 Mô hình hệ thống RoIP hiện tại của đài tiếng nói Việt Nam 28
1.4.4 Mô hình hệ thống RoIP đề xuất 31
1.5 Kết luận chương 1 39
CHƯƠNG 2: PHỎNG TẠO THAM SỐ CHẤT LƯỢNG CỦA TÍN HIỆU
PHÁT THANH KHI TRUYỀN TẢI QUA MẠNG IP

2.1 Các tham số chất lượng mạng 40
2.1.1 Giới thiệu 40
2.1.2 Tổn thất gói tin 41
2.1.3 Trễ và biến động trễ 44

2.2 Đề xuất mô hình phỏng tạo tham số QoS qua mạng IP 48
2.2.1 Kiến trúc mô hình 48
2.2.2 Phỏng tạo tham số mạng IP đa hướng 50
2.3 Kết quả triển khai thực nghiệm 51
2.4 Kết luậ
n chương 2 58

CHƯƠNG 3: ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG TÍN HIỆU TẠI ĐẦU THU
TRUYỀN TẢI QUA MẠNG IP THEO THỜI GIAN THỰC

3.1 Vấn đề tái tạo tín hiệu phát thanh tại đầu thu 60
3.2 Thuật toán ước đoán trễ tái tạo 61
3.2.1 Thuật toán trung bình hàm mũ Exp-Avg 61
3.2.2 Thuật toán trung bình hàm mũ nhanh F-Exp-Avg 63
3.2.3 Thuật toán trễ tối thiểu Min-D 63
3.2.4 Thuật toán phát hiện đột biến Spike-Det 63
3.2.5 Thuật toán cửa sổ 64
3.3 Đánh giá chất lượng tín hiệu tại đầu thu 66
3.3.1 Phương pháp đánh giá chất lượng ch
ủ quan 68
3.3.2 Phương pháp đánh giá chất lượng khách quan 69

3.4 Giải pháp đảm bảo chất lượng truyền tải tín hiệu phát thanh
qua mạng IP 74
3.4.1 Đặt vấn đề. 74
3.4.2 Thiết lập thông số nguồn. 74
3.4.1 Giải pháp đảm bảo chất lượng tín hiệu tại đầu thu 77
3.4.2 Cấu hình thực nghiệm và kết quả 81
3.5 Kết luận chương 3 91
Kết luận của luận án 92

Hướng phát triển của đề tài 93

Danh mục công trình của tác giả.
Tài liệu tham khảo.
Các phụ lục của luận án.

Từ khóa:
Real-time service, IP multicast, RoIP, VoIP, QoS,
WLAN IEEE 802.11, Heterogeneous Networks.
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Từ viết tắt Tiếng Anh
Nghĩa Tiếng Việt
ACR Absolute Category Rating
Đánh giá phân loại tuyệt đối
ADPCM Adaptive Diffirential PCM
Điều xung mã vi sai thích ứng
AN Access Network
Mạng truy nhập
AP Access Point
Điểm truy nhập vô tuyến
ATR Audio Tape Recorder
Máy ghi băng âm thanh
BSA Basic Service Area
Vùng dịch vụ cơ bản
BSA Basic Service Area
Vùng dịch vụ cơ bản
BSS Infrastructure Basic Service Set
Cấu hình mạng phụ thuộc
CODEC Coder / Decoder
Bộ mã hóa / giải mã
DAT Digital Audio Tape
Băng âm thanh số
DAW Digital Audio WorkStation
Máy trạm xử lý âm thanh số
DCR Degradation Category Rating
Đánh giá phân loại theo mức
suy giảm chất lượng
DMOS Degradation MOS
Điểm đánh giá suy giảm chất
lượng
DSL Digital Subscriber Line
Đường dây thuê bao số
DSSS Direct Sequence Spectrum Spread
Trải phổ dãy trực tiếp
eRTP enhanced RTP packet
Gói RTP cải tiến
ESS Extended Service Set
Vùng dịch vụ mở rộng
FCC Frequency Commission
Tổ chức quản lý tần số
FEC Forward Error Correction
Sửa lỗi trước
FHSS
Frequency Hoping Spectrum
Spread
Trải phổ nhảy tần

GOB Good Or Better
Thông số đánh giá độ chất
lượng tốt
IANA
Internet Address Number
Asignment
Tổ chức cấp phát địa chỉ
Internet
IBSS Indepentent Basic Service Set
Cấu hình mạng độc lập
IETF Internet Enginering Task Force
Nhóm đặc trách kỹ thuật
Internet
IGMP
Internet Group Management
Protocol
Giao thức quản lý nhóm
mạng Internet
IGMP
Internet Group Management
Protocol
Giao thức quản nhóm
Internet
IP Internet Protocol
Giao thức mạng Internet
IPv4 Internet Protocol version 4
Giao thức IP phiên bản 4
ITU
International Telecommunication
Union
Tổ chức viễn thông quốc tế
iVoVGateway
internet Voice of VietNam
Gateway
Cổng chuyển đổi giao thức
truyền tải tín hiệu phát thanh
qua mạng IP
iVoVReceiver
internet Voice of VietNam
Receiver
Máy thu tín hiệu phát thanh
qua mạng IP
iVoVStation internet Voice of VietNam Station
Máy chủ phát thanh qua
mạng IP
LLC Logical Link Control
Điều khiển liên kết dữ liệu
logic
LPC Linear Predictive Encoding
Mã hoá dự đoán tuyến tính
LPC Linear Predictive Coding
Mã hóa dự đoán tuyến tính
LR Loss Rate
Tỷ lệ tổn thất
MAC Media Access Control
Điều khiển truy nhập phương
tiện truyền thông
MBONE Multicast BackBone
Mạng đường trục hỗ trợ
multicast
MCR Master Control Room
Phòng tổng khống chế

MOS Mean Opinion Score
Điểm đánh giá chất lượng
MRouter Multicast Router
Bộ định tuyến hỗ trợ
multicast
OFDM
Orthogonal Frequency Division
Multiplexing
Ghép kênh đa sóng mang
OSI Open Systems Interconnection
Mô hình liên kết các hệ thống
mở
PAMS
Perceptual Analysis Measurement
System
Hệ thống đo đạc phân tích
cảm nhận
PCM Pulse Code Modulation
Điều xung mã
PESQ
Perceptual Evaluation of Speech
Quality
Đánh giá cảm nhận chất
lượng tiếng nói
PLC Packet Loss Concealment
Bù tổn thất gói tin
POW Poor or Worse
Thông số đánh giá độ chất
lượng tồi
PQoS Perceived Quality of Service
Chất lượng dịch vụ thu nhận
PSQM
Perceptual Speech Quality
Measurement
Đo đạc chất lượng tiếng nói
cảm nhận
QoS Quality of Service
Chất lượng dịch vụ
RECAD
Radio source total Eneregy
Calculation and Activity
Detection
Tính toán tổng năng lượng tín
hiệu phát thanh nguồn và
phát hiện khoảng tích cực tín
hiệu
RFC Request For Comment
Khuyến nghị
RoIP Radio over IP
Truyền tải tín hiệu mang tin
tức phát thanh qua mạng IP
RTCP RTP Control Protocol
Giao thức điều khiển thời gian
thực
RTP Real Time Transport Protocol
Giao thức truyền tải thời gian
thực
SDH Synchronous Digital Hieracy
Phân cấp số đồng bộ
SIP Session Initial Protocol
Giao thức khởi tạo phiên

SNR Signal - to - Noise Ratio
Tỷ số tín hiệu trên tạp âm
SSNR
Segmentation Signal - to - Noise
Ratio
Tỷ số tín hiệu trên tạp âm
phân đoạn
STA Station
Máy trạm di động
TCP Transmission Control Protocol
Giao thức điều khiển truyền
thông hướng kết nối qua
mạng IP
TESF Total Energy of Source Frame
Tổng mức năng lượng khung
tín hiệu nguồn
TTL Time To Live
Thời gian sống của gói tin
UDP User Datagram Protocol
Giao thức điều khiển truyền
thông không hướng kết nối
qua mạng IP
UHF Untra High Frequency
Tần số siêu cao
URouter Unicast Router
Bộ định tuyến hỗ trợ truyền
thông đơn hướng
VLAN Virtual LAN
Mạng LAN ảo
VoIP Voice over IP
Truyền thoại sử dụng giao
thức IP
WLAN Wireless Local Area Network
Mạng máy tính cục bộ không
dây


DANH SÁCH HÌNH VẼ
Hình 1. 1: Mô hình mạng tích hợp phân cấp hỗn hợp trên nền IP 8
Hình 1. 2: Mô hình truyền tin đơn hướng 9
Hình 1. 3: Mô hình truyền tin quảng bá. 9
Hình 1. 4: Mô hình truyền tin đa hướng 10
Hình 1. 5: Tiến trình phát triển của MBONE 11
Hình 1. 6: Cấu trúc hệ thống truyền thông đa hướng qua mạng IP 13
Hình 1. 7: Cơ chế đường hầm liên kết các ốc đảo multicast 13
Hình 1. 8: Đóng gói IP multicast theo cơ chế tunneling 14
Hình 1. 9: Cơ chế đường h
ầm liên kết các MRouter 14
Hình 1. 10: Mô hình kiến trúc hệ thống IP Multicast 15
Hình 1. 11: Địa chỉ IP Multicast 17
Hình 1. 12: Cấu trúc địa chỉ MAC cho IP Multicast/Unicast 18
Hình 1. 13: Cơ chế ánh xạ địa chỉ IP Multicast và địa chỉ MAC 19
Hình 1. 14: Họ IEEE 802 và mối liên hệ với mô hình OSI 20
Hình 1. 15: Liên kết lớp MAC và lớp vật lý thông qua PLCP 22
Hình 1. 16: Các thành phần của mạng WLAN 802.11 22
Hình 1. 17: Cấu hình BSS và IBSS 23
Hình 1. 18: Tập dịch vụ mở rộng ESS 25
Hình 1. 19: Hệ thống phân tán trong AP 802.11 26
Hình 1. 22: Hệ thống VoIP truyền thống [19] 31
Hình 1. 23: Các giao thức và chuẩn cho dịch vụ RoIP 32
Hình 1. 24: Tiêu đề gói RTP 32
Hình 1. 25: Mô hình lý thuyết hệ thống truyền tín hiệu phát thanh qua mạng IP 36
Hình 1.26: Cấu trúc giao thức hệ thống RoIP đề xuất 37
Hình 1. 27: Mô hình triển khai thực nghiệm hệ thống RoIP đề xuất 38


Hình 2. 1: Mối quan hệ giữa các yếu tố ảnh hưởng đến QoS [36] 40
Hình 2. 3: Mô hình Gilbert 2 trạng thái 42

Hình 2. 4: Mô hình truyền tải gói tin một chiều 45
Hình 2. 5: Mô hình truyền tải gói tin hai chiều 47
Hình 2. 6: Kiến trúc mô hình phỏng tạo tham số mạng 49
Hình 2. 8: Mô hình lý thuyết phỏng tạo tham số mạng IP đa hướng 50
Hình 2. 9: Xử lý gói tin tại phía thu 51
Hình 2. 10: Cấu hình thực nghiệm phỏng tạo tham số mạng IP 51
Hình 2. 11: Chức năng theo dõi trễ mạng trực tuyến theo thời gian thực của chương
trình phỏng tạo tham số mạ
ng 52
Hình 2. 17: Tỷ lệ tổn thất gói tin theo thời gian - phương thức phỏng tạo trực tuyến.
58
Hình 2. 18: Tín hiệu thu khi xảy ra tổn thất gói tin 58
Hình 3. 1: Các thông số thời gian của gói tin thứ i 60
Hình 3. 2: Giải thuật thực hiện thuật toán Exp-Avg và F- Exp-Avg [6] 62
Hình 3. 3: Thuật toán Spike-Det [6] 64
Hình 3. 4: Thuật toán cửa sổ [6] 65
Hình 3. 5: Quan hệ giữa khoảng tích cực tín hiệu và khoảng l
ặng 66
Hình 3. 6: Phân cấp chất lượng tín hiệu phát thanh [3] 67
Hình 3. 7: Cấu trúc thực hiện thuật toán PESQ 70
Hình 3. 8: Mô hình thiết lập thông số nguồn 76
Hình 3. 9: Thuật toán xác định tổng mức năng lượng tín hiệu nguồn tại phía phát
78
Hình 3. 10: Mô hình thực hiện thuật toán xác định tổng mức năng lượng tín hiệu
nguồn tại phía phát 79
Hình 3. 11: Cấu trúc gói tin eRTP 79
Hình 3. 12: Thuật toán xác định tổng năng lượng tín hiệu phân đoạn tại phía thu80
Hình 3. 13: Mô hình xác định tổng mức năng lượng phân đoạn tại phía thu 81
Hình 3. 15: Chương trình phát (a)-thu (b) tín hiệu phát thanh qua mạng IP 84
Hình 3.16: Mô hình thực nghiệm 1 chiều giữa Đại học Bách Khoa Hà Nội và Đại học
Ryukyu - Okinawa, Nhật bản 85
Hình 3.17: Mô hình thực nghiệm 2 chiều giữa Đại học Bách Khoa Hà Nội và Đại học
Ryukyu - Okinawa, Nhật bản 86

Hình 3.18: Tham số trễ mạng đo thực tế phân bố theo thời gian - đột biến trễ có chu
kỳ [ thời điểm đo: 21:37:46 giờ ngày 14-12-2005 ] 87
Hình 3.19: Tham số trễ mạng đo thực tế phân bố theo trị số - đột biến trễ có chu kỳ
[ thời điểm đo: 21:37:46 giờ ngày 14-12-2005 ] 88
Hình 3.20: Tham số trễ mạng đo thực tế phân bố theo thời gian - đột bi
ến trễ không
có chu kỳ [ thời điểm đo: 20:57:29 giờ ngày 16-12-2005 ]

89
Hình 3.21: Tham số trễ mạng đo thực tế phân bố theo trị số - đột biến trễ không có
chu kỳ [ thời điểm đo: 20:57:29 giờ ngày 16-12-2005 ] 90
DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Các băng tần vô tuyến 20
Bảng 1.2: Chỉ tiêu kỹ thuật các chuẩn IEEE 801.11 21

Bảng 1.3: Một số thông số chuẩn mã hóa tín hiệu 34
Bảng 2.1: Tỷ lệ tổn thất gói tin thiết lập và đo đạc theo phương thức phỏng tạo
trực tuyến 58
Bảng 3.1: Thang đánh giá chất lượng theo phương pháp ACR 67

Bảng 3.2: Thang đánh giá chất lượng theo phương pháp DCR 68

Bảng 3.3: Các thông số chuyển đổi nguồn tín hiệu phát thanh 74
Bảng 3.4: Kết quả đo đạc tham số chất lượng tại đầu thu khi thay đổi hệ số phát lặp
gói tin tại đầu phát qua kết nối giữa Đại học Bách Khoa Hà Nội và ĐH
Ruykyus 91



DANH SÁCH CÁC KÍ HIỆU TOÁN HỌC
X
: Biến ngẫu nhiên nhận giá trị 0 hoặc 1.
i
L
: Trạng thái tổn thất của gói tin thứ i.
i
P
: Xác xuất tổn thất của gói tin thứ i.
P
%
: Xác xuất tổn thất gói tin ước đoán.
tot
L
: Tổng số gói tin bị tổn thất.

N
: Tổng số gói tin được truyền tải.
0
P
: Xác xuất gói tin không bị tổn thất.
1
P
: Xác xuất gói tin bị tổn thất.
p
: Xác xuất gói tin bị tổn thất khi gói tin kề trước không bị tổn thất.
q
: Xác xuất gói tin bị tổn thất khi gói tin kề trước bị tổn thất.
k
p
: Xác xuất xảy ra tổn thất gói tin theo cụm có độ dài k gói tin liên tiếp.
i
O
: Cụm tổn thất gói tin gồm i gói tin liên tiếp, i = 1,2 . . . n.
i
D
: Trễ mạng của gói tin thứ i.
i
J
: Biến động trễ của gói tin thứ i.
d
i
:
Khoảng cách vật lý giữa bộ định tuyến ( i -1 ) và ( i )
c : Tốc độ truyền tín hiệu.
b
i
: Băng thông của tuyến kết nối i
s, s
res
: Kích thước gói tin theo hướng thuận và hướng ngược.
f
i
: Trễ chuyển tiếp gói tin theo hướng thuận
f'
i-1
: Trễ chuyển tiếp gói tin theo hướng ngược.
p
rog
t∆
: Thời gian truyền dẫn tín hiệu.