【正文】 六、語(yǔ)音編碼器的比較 為了標(biāo)準(zhǔn)編碼器的討論作個(gè)總結(jié)，表 41[RUDK97]對(duì)幾種編碼器的比特率、 MOS、復(fù)雜性（以 G .711 為基準(zhǔn)）和時(shí)延（幀大小及前視時(shí)間）作為比較。因此，為實(shí)現(xiàn)上述的編解碼器處 理所需求 MISP，通用處理器要比專用 DSP處理器大。前視的想法是為了利 用相鄰語(yǔ)音幀之間的密切相關(guān)性。本 介紹的編碼器都是一次處理一幀。每次的系統(tǒng)控制信號(hào)無(wú)論是改變 ，這個(gè)算法都會(huì)使信道編碼器適應(yīng)于新的語(yǔ)音業(yè)務(wù)配置。目前，多媒體應(yīng)用中的大多數(shù)參數(shù)編碼器都不是標(biāo)準(zhǔn)的。在背景噪音較大的情況下，由于輸入的語(yǔ)音信號(hào)不能根據(jù)其內(nèi)在的語(yǔ)音模型很好的建模，所以任何參數(shù)編碼器都將失敗。 應(yīng)后置濾波器來(lái)提高其性能。 是LDCELP 編碼器，它一次只處理 5 個(gè)樣點(diǎn)。這些時(shí)延性能在互聯(lián)網(wǎng)中很重要，因?yàn)槲覀冎廊魏文軠p少時(shí)延的因素都是非常重要的。 在電話網(wǎng)中，多年來(lái)對(duì)模擬語(yǔ)音信號(hào)都是用時(shí)間分配語(yǔ)音插值（ TASI， TimeAssigned Speech Interpolation）主法進(jìn)行處理。 對(duì)每個(gè)子幀，用未經(jīng)處理的輸入信號(hào)計(jì)算 LPC 濾波器。 編碼器首先對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行傳統(tǒng)電話帶寬的波濾（基于 ），再對(duì)語(yǔ)音信號(hào)用傳統(tǒng)的 8000Hz速率進(jìn)行抽樣（基于 ），并變換成位的線性 PCM碼作作為該編碼器的輸入。因此，在背景噪音和音樂環(huán)境下， LPAS 編碼器的質(zhì)量比 和 的編碼器的質(zhì)量要差一些。 三、線性預(yù)測(cè)合成分析編碼器 最常用的比特率在 ~16 kbps之間的語(yǔ)音編碼 器是基于模型編碼器的，這些編碼器都是線性預(yù)測(cè)合成分析（ LPAS）方法。傳統(tǒng)的PCN語(yǔ)音在比特率小于 32 Kbps，語(yǔ)音質(zhì)量會(huì)嚴(yán)重惡化，在這里就不討論 PCN 了。在電話系統(tǒng)中使用聲碼器，語(yǔ)音質(zhì) 量不夠好。波形編碼器會(huì)盡可能構(gòu)出包括背景噪單在內(nèi)的模擬波形。 VoIP 基本概念 (7):語(yǔ)音編碼器 本章綜述在 IP語(yǔ)音技術(shù)（ VOIP）中常用的編碼解碼器（ codess）。通過這三條信道的協(xié)調(diào)才使得 的呼叫得以進(jìn)行，呼叫建立時(shí)間很長(zhǎng)。而 SIP 設(shè)計(jì)上就為分布式的呼叫模型，具有分布式的組播功能，其組播功能不僅便于會(huì)議控制，而且簡(jiǎn)化了用戶定位、群組邀請(qǐng)等，并且能節(jié)約寬帶。但 是一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的協(xié)議。 SIP 本身含有向注冊(cè)服務(wù)器注冊(cè)的功能 ，也可以利用其它定位服務(wù)器 DNS、 LDAP 等提供的定位服務(wù)來(lái)增強(qiáng)其定位功能。注冊(cè)服務(wù)器：它接收客戶機(jī)的注冊(cè)請(qǐng)求，完成用戶地址的注冊(cè)。共有四類基本服務(wù)器： VoIP 基本概念 (6):SIP 協(xié)議概述 SIP是由 IETF提出來(lái)的一個(gè)應(yīng)用控制（信令）協(xié)議。環(huán)型延時(shí)判別就是用來(lái)測(cè)試環(huán)型延時(shí)的，它還可以用來(lái)測(cè)試遠(yuǎn)方終端是否存在。 邏輯通道信號(hào)過程確保在邏輯通道打開時(shí)，終端就具有接收和解碼數(shù)據(jù)的能力。發(fā)送性能給接收方提供了操作方式的選擇集，接收方可以從中選擇某種方式。為了解決這個(gè)問題，終端必須判斷誰(shuí)是主終端，誰(shuí)是從終端，主從叛別過程用來(lái)判斷哪個(gè)終端是主終端，哪個(gè)是從終端。如果由于傳輸層的某個(gè)原因使得可靠的連接被斷開，這個(gè)連接必須重建，此次呼叫不認(rèn)為是失敗。 傳輸?shù)刂?，在不同?RTP 實(shí)例當(dāng)中發(fā)送和接收音頻、視頻數(shù)據(jù)，以確保不同媒體幀的序列號(hào)和每種媒體的服務(wù)質(zhì)量。開始一個(gè)呼叫一般必須首先發(fā)送一個(gè)認(rèn)可請(qǐng)求消息，接著發(fā)送一個(gè)初始建立消息，這個(gè)過程以收到連接消息為結(jié)束。正因?yàn)槿绱?，發(fā)現(xiàn)（ discovery）和注冊(cè) (registion)結(jié)構(gòu)都包含了一個(gè) ，它提供了 應(yīng)用版本的年限。 適用于不同類型的網(wǎng)絡(luò)，其中包括以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)等。 IP多播是以 UDP 方式進(jìn)行不可靠多點(diǎn)廣播傳輸?shù)膮f(xié)議。另外，它還完成邏輯幀、順序編號(hào)、糾錯(cuò)與 檢錯(cuò)功能。當(dāng)支持?jǐn)?shù)據(jù)會(huì)議時(shí)，數(shù)據(jù)會(huì)議可出現(xiàn)協(xié)同工作，如白板、應(yīng)用共享、文件傳輸、靜態(tài)圖像傳輸、數(shù)據(jù)庫(kù)訪問、音頻圖像會(huì)議等。為進(jìn)行語(yǔ)音壓縮， 終端必須支持 語(yǔ)音標(biāo)準(zhǔn)，傳送和接收 A 律和 u 律。 多點(diǎn)控制單 元支持三個(gè)以上節(jié)點(diǎn)設(shè)備的會(huì)議，在 ，一個(gè)多點(diǎn)控制單元由一個(gè)多點(diǎn)控制器 MC和幾個(gè)多點(diǎn)處理器 MP 組成，但可以不包含 MP。另外，在分組網(wǎng)絡(luò)端和電路交換網(wǎng)絡(luò)端之間，網(wǎng)關(guān)還執(zhí)行語(yǔ)音和圖像編解碼器轉(zhuǎn)換工作，以及呼叫建立和拆除工作。數(shù)據(jù)會(huì)議功能也是可選的，其標(biāo)準(zhǔn)是多媒體會(huì)議數(shù)據(jù)協(xié)議 。其中系統(tǒng)控制協(xié)議包括 、 、和 ， 和 RTP/RTCP 是 。所采用的標(biāo)準(zhǔn) 為 ITUT 的 ，它提供 兩種碼率，采用線性預(yù)測(cè)綜合分析編碼方法，分別使用代數(shù)碼本激勵(lì)線性預(yù)測(cè)和多脈沖最大似然量化，從而各自獲得編碼復(fù)雜度和質(zhì)量的優(yōu)化。 圖 61 的體系結(jié)構(gòu) 二、 終端的組成 為基于網(wǎng)絡(luò)的通信系統(tǒng)定義了四個(gè)主要的組件：（ Terminal）、網(wǎng)關(guān)（ Gageway）、關(guān)守（ Gagekeeper）、多點(diǎn)控制單元（ MCU）。 從整體上來(lái)說(shuō)， 是一個(gè)框架性建設(shè)，它涉及到終端設(shè)備、視頻、音頻和數(shù)據(jù)傳輸、通信控制、網(wǎng)絡(luò)接口方面的內(nèi)容，還包括了組成多點(diǎn)會(huì)議的多點(diǎn)控制單元（ MCU）、多點(diǎn)控制器（ MC）、多點(diǎn)處理器（ MP）、網(wǎng)關(guān)以及關(guān)守等設(shè)備。若和其它的 IP技術(shù)如 IETF 的資源預(yù)留協(xié)議 RSVP 相結(jié)合，就可以實(shí)現(xiàn) IP 網(wǎng)絡(luò)的多媒體通信。 VoIP 基本概念 (5): 協(xié)議簡(jiǎn)介 在傳統(tǒng)電話系統(tǒng)中，一次通話從建立系統(tǒng)連接到拆除連接都需要一定的信令來(lái)配合完成。當(dāng)然，開放、靈活的同時(shí)會(huì)給 IP 網(wǎng)絡(luò)的管理、集成測(cè)試、驗(yàn)證等帶來(lái)非常嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，作為開放的環(huán)境必然會(huì)帶來(lái)開放的競(jìng)爭(zhēng)推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)改造。節(jié)省費(fèi)用只是 IP電話眾多優(yōu)點(diǎn)中的一小部份，但在目前 IP網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施階段， 設(shè)備成本才基本電話功能的可用性促成了 IP電話替代傳統(tǒng)電話的最初應(yīng)用。經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間的討論與發(fā)展。 1986年 6 月， ITXC、朗訊和 VocalTec宣布開發(fā)可以在 ITXC網(wǎng)絡(luò)上互通產(chǎn)品，并于 1998年 11月向人們公開了產(chǎn)品規(guī)范，目前已經(jīng)公布第二版的規(guī)范書，這一舉動(dòng)引起了許多廠家，標(biāo)準(zhǔn)化組織的電信 公司的關(guān)注。 圖 13 第一階段 IP網(wǎng)到電路交換網(wǎng)的示意圖 第二階段的重點(diǎn)是電路交換網(wǎng)到 IP網(wǎng)，即 PSTN/ISDN、 GSM 中的用戶向 IP網(wǎng)中的一個(gè)用戶發(fā)起呼叫，其關(guān)鍵是如何將 E164 地址轉(zhuǎn)換成 IP 地址，示意圖如圖 14所示。這使多媒體 PC 能夠廣泛應(yīng)用，并提高了受 CPU 功率限制的系統(tǒng)功能的性能。特別是近年 ITU 提出以 ATM為基礎(chǔ)的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（ APON），將 ATM 與無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，接入速率可達(dá) 622M bit/s，對(duì)寬帶IP 多媒體業(yè)務(wù)發(fā)展十分有利，且能減少故障率和節(jié)點(diǎn)數(shù)目，擴(kuò)大覆蓋范圍。另外， DWDM提供了接口的協(xié)議和速度無(wú)關(guān)的特征，在一條光纖上可同時(shí)支持 ATM、 SDH 和千兆以太網(wǎng)信號(hào)的傳輸，這樣和現(xiàn)在已建成的各種網(wǎng)絡(luò)都可以兼容，因此 DWDM 既可以保護(hù)已有的設(shè)資，還可以以其巨大帶寬為 ISP 和電信公司提供了功能更強(qiáng)的主干網(wǎng)，并使寬帶成本更低和訪問性更強(qiáng)，這對(duì) VoIP 解決方案的帶寬要求提供強(qiáng)有力的支持。在基礎(chǔ)層，以太網(wǎng)作為 IP 網(wǎng)絡(luò)的物理層，是理所當(dāng)然的事情，但是 IP overDWDM 卻上最新技術(shù)，并具有很 大的發(fā)展?jié)摿ΑＤ壳?，除已問世的新一?IP協(xié)議 IPV6 外，世界因特網(wǎng)工程任務(wù)組（ IETF）提出了多協(xié) 議標(biāo)記交換技術(shù)（ MPLS），這是一種基于網(wǎng)絡(luò)層選路的各種標(biāo)記 /標(biāo)簽的交換，能提高選路的靈活性，擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)層選路能力，簡(jiǎn)化路由器和基于信元交換的集成，提高網(wǎng)絡(luò)性能。 ASIC是執(zhí)行單一應(yīng)用或很小的一組功能專門的應(yīng)用芯片。從表中可以看出，推動(dòng) VoIP 飛速發(fā)展乃至廣泛應(yīng)用的技術(shù)因素可以歸納為如下幾個(gè)方面。若幀長(zhǎng)度為 15ms，是 60ms的語(yǔ)音包被分成 4幀，然后它們被解碼還原成 60ms的語(yǔ)音數(shù)據(jù)流送入解碼緩沖器。 t可以在某全范圍內(nèi)變化，反映了網(wǎng)絡(luò)傳輸中的抖動(dòng)。 原數(shù)據(jù)到 IP轉(zhuǎn)換 一旦語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行數(shù)字編碼，下一步就是對(duì)語(yǔ)音包以特定的幀長(zhǎng)進(jìn)行壓縮編碼。兩者之音的網(wǎng)絡(luò)必須支持 IP 傳輸，且可以是 IP路由器和網(wǎng)絡(luò)鏈路的任意組合。 VoIP 基本概念 (2):原理 VoIP 的原理及技術(shù) 通過因特網(wǎng)進(jìn)行語(yǔ)音通信是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其應(yīng)用面很廣，因此涉及的技術(shù)也特別多，其中最根本的技術(shù)是 VoIP (Voice over IP)技術(shù)，可以說(shuō)，因特網(wǎng)語(yǔ)音通信是 VoIP技術(shù)的一個(gè)最典型的、也是最有前景的應(yīng)用領(lǐng)域。 2） 統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。由于當(dāng)時(shí)這種應(yīng)用只限于在 Inter 上使用，因此那時(shí) 人們通常將這種應(yīng)用稱為 Inter 電話 。 （ 2） IP 電話迅速發(fā)展的背景，從最初的 Inter 聯(lián)應(yīng)用到可以利普通電話實(shí)現(xiàn)通話，IP 電話在短短的幾年間得到了非常迅速的發(fā)展。在一些國(guó)家（如美國(guó)）本地電話 Inter 接入采用包月制，不限時(shí)限量，因此 Inter 是近乎免費(fèi)的（ Free）的，人們都希望能通過這近乎免費(fèi)的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳統(tǒng)的電話和傳真服務(wù)。以因特網(wǎng)為代表的 IP通信的信息量，現(xiàn)在以指數(shù)函數(shù)的方式增加。它促進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)資源利用，降低語(yǔ)音業(yè)務(wù)成本。 IP電話從當(dāng)初的 PC到 PC發(fā)展到今天的 PC 到 PC、PC 電話、電話到電話等多種業(yè)務(wù)形式，但不論是現(xiàn)在還是將來(lái)，電話到電話的應(yīng)用將擁有最大的市場(chǎng)， IP 電話承載網(wǎng)絡(luò)可以是 Inter ，更多的是遵循 TCP/IP 協(xié)議的專用網(wǎng)或Inter 。 2. IP 電話發(fā)展階段 IP電話在技術(shù)上大致經(jīng)歷這樣的幾個(gè)階段： （ 1） 技術(shù)突破期（ 19951996） IP 電話最早是作為 Inter 上的聯(lián)機(jī)應(yīng)用出現(xiàn)的，那時(shí)只要通放雙方擁有同樣的客戶端應(yīng)用軟件就可以在 Inter 上進(jìn)行實(shí)時(shí)通話了，當(dāng)然語(yǔ)音質(zhì)量存在很多問題。 由于利用公司的 Inter 傳輸實(shí)時(shí)的語(yǔ)音存在很多不足，難以保證用戶接受的語(yǔ)音質(zhì)量，這對(duì)一項(xiàng)業(yè)務(wù)來(lái)說(shuō)顯然是不行的。目前， IP電話正處于發(fā)展期，各個(gè)設(shè)備制造商紛紛推出 IP電話網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品，眾多電信運(yùn)營(yíng)公司開始經(jīng)營(yíng) IP電話業(yè)務(wù)， IP電話正以強(qiáng)大的吸引力吸引著傳統(tǒng)和新型的電信公司。1998 年是 IP電話網(wǎng)守（ Gatekeeper）年。最簡(jiǎn)單形式的網(wǎng)絡(luò)由兩個(gè)或多個(gè)具有 VoIP 功能的設(shè)備組成，這一設(shè)備通過一個(gè) IP 網(wǎng)絡(luò)連接?？紤]傳輸過程中的代價(jià)，語(yǔ)間包通常由 60、 120 或 240ms的語(yǔ)音數(shù)據(jù)組成。語(yǔ)音網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)單地建立通信端點(diǎn)之間的物理連接（一條線路），并在端點(diǎn)之間傳輸編碼的信號(hào)。該緩沖器可容納許多語(yǔ)音包，用戶可以選擇緩沖器的大小。 圖 219 VoIP 傳輸?shù)幕具^程 二、 推動(dòng) VoIP 發(fā)展的動(dòng)力 由于相關(guān)的硬件、軟件、協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)中的許多發(fā)展和技術(shù)突破，使得 VoIP 的廣泛使用很快就會(huì)變成現(xiàn)實(shí)。另外， DSP還適合于語(yǔ)音的活動(dòng)檢測(cè)和回聲取消這樣的功能，困為它們實(shí)時(shí)處理語(yǔ)音數(shù)據(jù)流，并能快速訪問板上內(nèi)存，因此。它們?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)提供增加的寬帶和更好的 QoS支持，所以對(duì) VoIP 發(fā)展起著很大的促進(jìn)作用。 圖 220 寬帶 IP網(wǎng)絡(luò)的分層模型 第一層是基層礎(chǔ)，提供高速的數(shù)據(jù)傳輸骨干。這具有重要意義，因?yàn)槊吭黾右粋€(gè)波長(zhǎng)，就增加了一個(gè)信息流。前者主要在美國(guó)，結(jié)合開放口 ，在光纖上傳送其綜合系統(tǒng)，顯示了很大的生命力。 ADSL為企業(yè)和各個(gè)用戶提供必要的寬帶，并極大地降低成本。第 16組于 1999 年 5月在智利會(huì)議上提出 ，并開始研究 MGCP 與 。 4. INOW INOW是由 ITXC 發(fā)起的。 IP 電話雖然有了標(biāo)準(zhǔn)，但實(shí)現(xiàn)起來(lái)并不容易。 多媒體應(yīng)用發(fā)展原則 IP 電話影響深遠(yuǎn)、引人注目，因?yàn)?三網(wǎng)合一 正式開始，用戶翹首期盼的也是 IP 電話的更高境界 多媒體應(yīng)用。有鑒于此，國(guó)際電信組織下促進(jìn)各廠商使用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，不僅要使 IP電話產(chǎn)品的互通，還要使 IP 電話能與現(xiàn)有的傳統(tǒng)電話很好地 合作 。大規(guī)模的語(yǔ)音業(yè)務(wù)需要后方管理工具和措施以支撐其商業(yè)運(yùn)作，其服務(wù)，內(nèi)容包括用戶管理、認(rèn)證授權(quán)，異地漫游、精確到秒或字節(jié)的可靠計(jì)費(fèi)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理和大規(guī)模的業(yè)務(wù)管理、管理安全性、大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)配置和監(jiān)控等，都是運(yùn)商必須具備的條件，才能提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)效率。因此， 標(biāo)準(zhǔn)為 LAN、 WAN、 Inter、因特網(wǎng)上的多媒體通信應(yīng)用提供了技術(shù)基礎(chǔ)和保 障。許多計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信公司，如 Inter、 Microsoft 和 Netscape都支持 標(biāo) 準(zhǔn)。終端設(shè)備是可呼叫的和被呼叫的，而有些實(shí)體是不通被呼叫的，如關(guān)守。圖62所示為 ，在發(fā)端，從輸入設(shè)備獲取的視頻和音頻信號(hào)，經(jīng)編碼器壓縮后，按照一定格式打包，通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送出去，在收端，來(lái)自網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包首先被解包，獲得的視頻、音頻壓縮數(shù)據(jù)經(jīng)解碼后送入輸出設(shè)備，用戶數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)也得到了相應(yīng)的處理。另外，還負(fù)責(zé)處理一些諸如邏輯分幀、加序列號(hào)、錯(cuò)誤檢測(cè)等功能。如以 發(fā)送，以 接收。 網(wǎng)關(guān)也是 會(huì)議系統(tǒng)的一個(gè)可選組件。帶寬管理、呼叫鑒權(quán)、呼叫控制信令和呼叫管理等為關(guān)守的可選功能。 MC和 MP可能存在于一臺(tái)專用設(shè)備中或作為其它的 組件的一部份。雖然視頻功能可選，但任何具有視頻功能的 ；支持 它格式以及可選支持 標(biāo)準(zhǔn)。整個(gè)系統(tǒng)的控制由 控制信道、 呼叫信令信道以及