Nâng cao chất lượng thoại VOICE bằng cách thay đổi kiểu mã hóa nguồn tín hiệu thoại
Trong bối cảnh của cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4(CMCN 4.0), thì tốc độ Data của người dùng, của IoT được các nhà mạng Viễn thông, các nhà cung cấp thiết bị quan tâm hơn bao giờ hết. Nhưng dịch vụ Voice( thoại), vẫn là một dịch vụ cơ bản, cốt lõi, có tính chất truyền thống của ngành viễn thông, nó vẫn chiếm phần lớn nhất về doanh thu cho các nhà mạng. Vì thế việc giữ gìn, và nâng cao chất lượng thoại là việc làm quan trọng, các cải tiến về chất lượng thoại sẽ mang lại hiểu quả tốt tới trải nghiệm của khách hàng.
Để
đánh giá đúng về chất lượng thoại, thì theo viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu
ITU – T P.10. Thì người ta sử dụng chỉ số MOS( Mean Opinion Score). Chỉ số này
được xác định bằng cách so sánh chất lượng thoại, của việc người nghe đoạn
VOICE trực tiếp với người nghe cùng đoạn VOICE đó sau khi đã được truyền qua mạng
viễn thông. Thang đo giá trị MOS từ 1 tới 5, với giá trị 1 là có ý nghĩa là “
kém chân thật nhất”, giá trị 5 có ý nghĩa là “ chân thật nhất”.
Xác
định điểm MOS, người ta sử dụng thuận toán POLQA. Nó so sánh tín hiệu Audio gốc,
với tín hiệu Audio thu về từ mạng di động. Mô hình bao gồm 2 máy di động, 1 máy
đảm nhận phát tín hiệu Audio gốc, cái còn lại đảm nhận vai trò thu.
Hình: Mô hình đánh giá điểm MOS của mạng
di động.
Nhìn
vào mô hình trên, để nâng cao điểm MOS có 2 giải pháp chính:
1.Nâng cao chất lượng mạng di động: Nếu mạng
di động tốt thì nó mang đầy đủ thông tin thoại từ Máy phát tới máy thu với độ
Trễ nhỏ nhất. khi này chất lượng thoại là chân thật nhất -> điểm MOS cao nhất.
Để làm được điều này thì các nhà mạng liên tục tối ưu và nâng cấp những tính năng
mới nhất nhứ: Tới ưu tỉ lệ Handover/ call, mong muốn chỉ số này càng thấp càng
tốt, giảm tỉ lệ Delay bằng các công đoạn xử lý: nâng cấp Trfo(không mã hõa lại
từ 16-64-16Kbps khi tín hiệu đi từ BSC –MSC –BSC), mở rộng thông lượng các kết
nối từ trạm BTS/Nodeb tới BSC/RNC và tới MSC: Như giao diện Abis chuyển từ TDM
luồng E1 2Mbps lên thành luồng STM1 155Mbps, khai báo mức QoS cao nhất cho dữ
liệu thoại khi đi cùng giao diện với dữ liệu Data.
2.
Thay đổi mã hóa nguồn tín hiệu thoại:
Để tích kiệm tài nguyên quý giá của vô tuyến, thì tín hiệu nguồn cần phải được
xử lý, Phương pháp xử lý tín hiệu nguồn phổ biến của các mạng 2G, 3G hiện nay
là: FR, HR, EFR, AMR NB.
Tín
hiệu ban đầu của người nói được lọc, các tần số quá thấp và quá cao sẽ bị loại
bỏ, chỉ còn lại tần số từ 300Hz- 3.4Khz là được xử lý. Và thông qua một loại
các bước xử lý, tín hiệu truyền từ máy phát sẽ có tốc độ là 12.2Kbps cho AMR FR, tốc độ này còn được
gọi là AMR NB FR( Adaptive Multi Rate Narrow Band Full Rate).
Để
nâng cao chất lượng thoại, thì phương pháp xử lý tin hiệu nguồn thoại và mã hóa
mới được đưa ra. Đó là AMR WB FR( Adaptive Multi Rate Wide Band Full Rate). Một
giải thông tín hiệu được xử lỷ rộng hơn, cho phép nhiều thông tin băng thấp và
cao được xử lý. Thay vì chỉ xử lý tín hiệu có giải thông từ 300Hz tới 3.4Khz, thì nó xử lý tín hiệu
thoại từ giải thông 50Hz tới 7Khz. Như
vậy giải thông tin hiệu được xử lý gấp
đôi so với ban đầu, nhiều sắc thái âm thanh được truyền đi. Thông qua một
loại các bước xử lý thì tín hiệu AMR WB
FR được truyền đi là 12.65Kbps.
Đây chính là những đặc điểm giúp AMR WB FR có chất lượng vượt trội so với
phương pháp mã hóa truyền thống AMR NB FR
Hình: Phổ tín hiệu thoại cho AMR WB
và AMR NB.
Với giải pháp mới này, việc thử nghiệm đã mang lại kết quả tích cực, điểm MOS đã cao hơn đáng kể so với kỹ thuật mã hóa cũ.
Hình: Kết quả điểm MOS so sánh giữa 2
phương pháp mã hóa
Nhìn vào kết quả trên ta thấy điểm chất lượng thoại MOS cải thiện rất mạnh, 0.64 điểm, ứng với 18% so với phương pháp mã hóa AMR NB FR thông thường. Đánh giá cảm quan thông qua nghe trực tiếp của người thử nghiệm cũng nhận thấy một chất lượng thoại tốt hơn, nghe được nhiều sắc thái âm thanh hơn so với trước đây. Ngoài điểm MOS tăng, thì việc triển khai tính năng này cũng gặp phải một vài trở ngại cần tiếp tục nghiên cứu để khắc phục như: chỉ số FER tồi đi, phương pháp đo lường cần phải thông nhất lại. Hi vọng trong thời gian tới các kỹ sư tối ưu vô tuyến sẽ khắc phục được triệt để các hạn chế kể trên, để áp dụng ạp tính năng mới này cho toàn bộ mạng lưới ở Việt nam và các nước trên thế giới.