整合性封包保护机制提升语音通讯之品质.ppt

整合性封包保護機制提升語音通訊之品質 Ren-Yuh Lu Outline Introduction MANET Motivation Objective Problem Description Related Work Reliable Blast UDP Partial-Reliable TCP 整合性封包保護機制提升語音通訊之品質 分辨重要封包的方法 整合性封包保護技術 Evaluation Performance Analysis Introduction VoIP ( Voice over IP ) 是一種透過網際網路以數位化的方式來傳輸語音封包的技術。 近年來，VoIP因為其使用簡單、成本低廉等特性，導致使用率及使用人口與日俱增。 本研究是為了使VoIP能夠在High Loss Rate的網路環境下更順暢地運作所設計。 VoIP運作在High Loss Rate的網路環境中會遇到一些問題，我們將以MANET作為例子加以說明。 MANET MANET 「群組行動電腦網路」是一種行動式無線區域網路，對群組行動使用者提供一個可在行動中使用的電腦網路。 一個 MANET 係由一組行動電腦 ( 筆記型電腦或 具有 WiFi能力的 PDA手機 ) 組成， 其間以 Multi-Hop Ad-Hoc 無線區域網路連結成 Wireless Intranet。 各個行動電腦之間可藉由高速的 Wireless Intranet 進行即時多媒體網路通訊。 Motivation Objective High Loss Rate的網路環境，例如MANET，具有以下的缺點： 錯誤率很高 沒有Server管理節點 在這樣的網路環境中使用VoIP，會有一些問題需要克服。 Problem Description VoIP對時效性的要求極高，為了符合這個要求，現今的VoIP系統大部份都使用UDP傳輸層協定。 UDP的特性： 不保證一定送達 如果VoIP運用在錯誤率很高的網路環境時，可能會因為遺失太多封包而影響通話品質。 我們即將研究一些機制用以提高VoIP的品質。 Related Work Reliable Blast UDP Partial-Reliable UDP Reliable Blast UDP Partial-Reliable TCP 整合性封包保護機制提升語音通訊之品質 假設除了人聲之外，其他聲音均視為噪音。 我們即將研究一個分辯重要封包的方法，可能搭配Partial-Reliable UDP，保證能夠維持VoIP的通訊品質。 分辨重要封包的方法 VAD ( Voice Activity Detection ) 整合性封包保護技術 分辨重要封包的方法 VAD Time Domain VAD技術 Frequency Domain VAD技術 混合式VAD技術 個性化VAD技術 Time Domain VAD 在擷取語音Frame但尚未壓縮之前，就利用某些特徵判斷封包的重要性。 這個方法較為簡單，但是當信號雜訊比 ( SNR ) 較低時或能量變化較快速時 ( 即背景噪音較高時 ) 此法較不適用。 Time Domain VAD — Energy Based 設一個Threshold值k，k可依據不同雜訊調件調整。 若y(n)k或y(n)=k，則判定為Speech Segment。 若y(n)k，則判定為non-Speech Segment。 計算m ( 長度為N秒的語音Frame ) 的方式如下： Frequency Domain VAD 在噪音較高的情況下，就要藉助於Frequency Domain的分析分辨語音與噪音。 假設噪音的頻譜與White Noise相似，而語音的頻譜則集中在40Hz至4000Hz之間，我們將以Entropy之值作為分辨語音與White Noise的參數。 Frequency Domain VAD — Entropy-Based An Example of Entropy： The entropy of class A is bigger than the entropy of class B. Frequency Domain VAD — Entropy-Based 　 上式中：　　　　　　　　　　　即為在Frame t中，訊號出現在ω頻帶的機率。 頻寬越窄的訊號 (例如Sine Wave)，Entropy越低。 Frequency Domain VAD — Entropy-Based 若發話端背景雜訊與White Noise相似，則Entropy會較高。 根據上述做法，可以利用語音和Noise在頻率上特性的相異，計算Entropy差異，藉此設定一個Threshold