ITU-T G 711 APP II SPANISH-2000 Pulse code modulation (PCM) of voice frequencies Appendix II A comfort noise payload definition for ITU-T G 711 use in packet-based multimedia com m.pdf

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1、 UNIN INTERNACIONAL DE TELECOMUNICACIONES UIT-T G.711SECTOR DE NORMALIZACIN DE LAS TELECOMUNICACIONES DE LA UIT Apndice II(02/2000) SERIE G: SISTEMAS Y MEDIOS DE TRANSMISIN, SISTEMAS Y REDES DIGITALES Sistemas de transmisin digital Equipos terminales Codificacin de seales analgicas mediante modulaci

2、n por impulsos codificados (MIC) Modulacin por impulsos codificados (MIC) de frecuencias vocales Apndice II: Definicin de la cabida til de ruido de confort para utilizacin segn la Recomendacin UIT-T G.711 en los sistemas de comunicaciones multimedios por paquetes Recomendacin UIT-T G.711 Apndice II

3、(Anteriormente Recomendacin del CCITT) RECOMENDACIONES UIT-T DE LA SERIE G SISTEMAS Y MEDIOS DE TRANSMISIN, SISTEMAS Y REDES DIGITALES Para ms informacin, vase la Lista de Recomendaciones del UIT-T.CONEXIONES Y CIRCUITOS TELEFNICOS INTERNACIONALES G.100G.199 SISTEMAS INTERNACIONALES ANALGICOS DE POR

4、TADORAS CARACTERSTICAS GENERALES COMUNES A TODOS LOS SISTEMAS ANALGICOS DE PORTADORAS G.200G.299 CARACTERSTICAS INDIVIDUALES DE LOS SISTEMAS TELEFNICOS INTERNACIONALES DE PORTADORAS EN LNEAS METLICAS G.300G.399 CARACTERSTICAS GENERALES DE LOS SISTEMAS TELEFNICOS INTERNACIONALES EN RADIOENLACES O POR

5、 SATLITE E INTERCONEXIN CON LOS SISTEMAS EN LNEAS METLICAS G.400G.449 COORDINACIN DE LA RADIOTELEFONA Y LA TELEFONA EN LNEA G.450G.499 EQUIPOS DE PRUEBAS CARACTERSTICAS DE LOS MEDIOS DE TRANSMISIN G.600G.699 SISTEMAS DE TRANSMISIN DIGITAL EQUIPOS TERMINALES G.700G.799 Generalidades G.700G.709 Codifi

6、cacin de seales analgicas mediante modulacin por impulsos codificados (MIC) G.710G.719 Codificacin de seales analgicas mediante mtodos diferentes de la MIC G.720G.729 Caractersticas principales de los equipos mltiplex primarios G.730G.739 Caractersticas principales de los equipos mltiplex de segundo

7、 orden G.740G.749 Caractersticas principales de los equipos mltiplex de orden superior G.750G.759 Caractersticas principales de los transcodificadores y de los equipos de multiplicacin de circuitos digitales G.760G.769 Caractersticas de operacin, administracin y mantenimiento de los equipos de trans

8、misin G.770G.779 Caractersticas principales de los equipos mltiplex de la jerarqua digital sncrona G.780G.789 Otros equipos terminales G.790G.799 REDES DIGITALES G.800G.899 SECCIONES DIGITALES Y SISTEMAS DIGITALES DE LNEA G.900G.999 Recomendacin G.711/apndice II (02/2000) i RECOMENDACIN UIT-T G.711

9、MODULACIN POR IMPULSOS CODIFICADOS (MIC) DE FRECUENCIAS VOCALES APNDICE II Definicin de la cabida til de ruido de confort para utilizacin segn la Recomendacin UIT-T G.711 en los sistemas de comunicaciones multimedios por paquetes Resumen Este apndice define un formato de cabida til de ruido de confo

10、rt (o tren de bits) para utilizar el cdec de la Recomendacin UIT-T G.711 en los sistemas de comunicaciones multimedios por paquetes. El formato de la cabida til est destinado a su utilizacin por sistemas por paquetes que tienen una gran tara de encabezamiento, donde la velocidad de transmisin de paq

11、uetes desempea un papel significativo en la velocidad binaria global del sistema. En esta situacin, el uso de algoritmos VAD/DTX/CNG puede reducir significativamente la velocidad de transmisin de paquetes y por tanto mejorar la eficacia de anchura de banda. Orgenes El apndice II a la Recomendacin UI

12、T-T G.711 ha sido preparada por la Comisin de Estudio 16 (1997-2000) del UIT-T y fue aprobada por el procedimiento de la Resolucin N. 1 de la CMNT el 28 de febrero de 2000. ii Recomendacin G.711/apndice II (02/2000) PREFACIO La UIT (Unin Internacional de Telecomunicaciones) es el organismo especiali

13、zado de las Naciones Unidas en el campo de las telecomunicaciones. El UIT-T (Sector de Normalizacin de las Telecomunicaciones de la UIT) es un rgano permanente de la UIT. Este rgano estudia los aspectos tcnicos, de explotacin y tarifarios y publica Recomendaciones sobre los mismos, con miras a la no

14、rmalizacin de las telecomunicaciones en el plano mundial. La Conferencia Mundial de Normalizacin de las Telecomunicaciones (CMNT), que se celebra cada cuatro aos, establece los temas que han de estudiar las Comisiones de Estudio del UIT-T, que a su vez producen Recomendaciones sobre dichos temas. La

15、 aprobacin de Recomendaciones por los Miembros del UIT-T es el objeto del procedimiento establecido en la Resolucin N. 1 de la CMNT. En ciertos sectores de la tecnologa de la informacin que corresponden a la esfera de competencia del UIT-T, se preparan las normas necesarias en colaboracin con la ISO

16、 y la CEI. NOTA En esta Recomendacin, la expresin “Administracin“ se utiliza para designar, en forma abreviada, tanto una administracin de telecomunicaciones como una empresa de explotacin reconocida de telecomunicaciones. PROPIEDAD INTELECTUAL La UIT seala a la atencin la posibilidad de que la util

17、izacin o aplicacin de la presente Recomendacin suponga el empleo de un derecho de propiedad intelectual reivindicado. La UIT no adopta ninguna posicin en cuanto a la demostracin, validez o aplicabilidad de los derechos de propiedad intelectual reivindicados, ya sea por los miembros de la UIT o por t

18、erceros ajenos al proceso de elaboracin de Recomendaciones. En la fecha de aprobacin de la presente Recomendacin, la UIT no ha recibido notificacin de propiedad intelectual, protegida por patente, que puede ser necesaria para aplicar esta Recomendacin. Sin embargo, debe sealarse a los usuarios que p

19、uede que esta informacin no se encuentre totalmente actualizada al respecto, por lo que se les insta encarecidamente a consultar la base de datos sobre patentes de la TSB. Ge3 UIT 2000 Es propiedad. Ninguna parte de esta publicacin puede reproducirse o utilizarse, de ninguna forma o por ningn medio,

20、 sea ste electrnico o mecnico, de fotocopia o de microfilm, sin previa autorizacin escrita por parte de la UIT. Recomendacin G.711/apndice II (02/2000) iii NDICE Pgina Apndice II Definicin de la cabida til de ruido de confort para utilizacin segn la Recomendacin UIT-T G.711 en los sistemas de comuni

21、caciones multimedios por paquetes 1 II.1 Alcance . 1 II.2 Definicin de la cabida til de ruido de confort . 1 II.2.1 Nivel de ruido 1 II.2.2 Coeficientes de reflexin . 2 II.2.3 Empaquetamiento de la cabida til 2 II.3 Directrices de uso 3 II.3.1 Factores que afectan a la calidad de funcionamiento del

22、sistema 3 II.3.2 Ilustracin de las economas de anchura de banda en las aplicaciones a redes de paquetes . 4 II.4 Resultados de calidad de funcionamiento. 5 II.5 Ejemplo de solucin 6 II.5.1 Descripcin del algoritmo 7 II.5.2 Configuracin probada 10 Recomendacin G.711/apndice II (02/2000) 1 Recomendaci

23、n G.711 MODULACIN POR IMPULSOS CODIFICADOS (MIC) DE FRECUENCIAS VOCALES APNDICE II Definicin de la cabida til de ruido de confort para utilizacin segn la Recomendacin UIT-T G.711 en los sistemas de comunicaciones multimedios por paquetes (Ginebra, 2000) II.1 Alcance Este apndice define un formato de

24、 cabida til de ruido de confort (o tren de bits) para utilizar el cdec de la Recomendacin UIT-T G.711 en los sistemas de comunicaciones multimedios por paquetes. El formato de cabida til es genrico y puede tambin utilizarse con otros cdecs vocales sin capacidad de transmisin discontinua (DTX, discon

25、tinuous transmission) incorporada, como los de las Recomendaciones UIT-T G.726 1, G.727 2, G.728 3 y G.722 4. El formato de la cabida til proporciona una especificacin de interoperatibilidad mnima para la comunicacin de parmetros de ruido de confort. El anlisis y la sntesis de ruido de confort, as c

26、omo los algoritmos de deteccin de actividad vocal (VAD, voice activity detection) y DTX no se especifican y siguen siendo especficos de la implementacin. Sin embargo, se ha aprobado y se describe un ejemplo de solucin. Utiliza el VAD y el DTX del anexo B/G.729 5 y un algoritmo de generacin de ruido

27、de confort (CNG, comfort noise generation) que se proporciona como una informacin. El formato de la cabida til est destinado a su utilizacin por sistemas por paquetes que tienen una gran tara de encabezamiento, donde la velocidad de transmisin de paquetes desempea un papel significativo en la veloci

28、dad binaria global del sistema. En esta situacin, el uso de algoritmos VAD/DTX/CNG puede reducir significativamente la velocidad de transmisin de paquetes y por tanto mejorar la eficacia de anchura de banda. II.2 Definicin de la cabida til de ruido de confort La cabida til de ruido de confort se com

29、pone de una descripcin del nivel de ruido y de informacin espectral en forma de coeficientes de reflexin. El uso de informacin espectral es opcional y el orden del modelo todos polos no se especifica. El codificador puede determinar el orden del modelo apropiado basndose en consideraciones de calida

30、d, complejidad, ruido ambiental previsto y anchura de banda de la seal. El orden del modelo no se transmite explcitamente, ya que puede obtenerse de la longitud de la cabida til en el receptor. Por razones de complejidad o de otro tipo, el decodificador puede reducir el orden del modelo fijando a ce

31、ro los coeficientes de reflexin de orden superior. II.2.1 Nivel de ruido El nivel de ruido se expresa en -dBov con valores de 0 a 127 que representan 0 a 127 dBov. dBov es el nivel relativo a la sobrecarga del sistema. El nivel de ruido se empaqueta con el bit ms significativo (MSB, most significant

32、 bit) con el bit no utilizado siempre puesto a cero segn la figura II.1. 2 Recomendacin G.711/apndice II (02/2000) 0 1 2 3 4 5 6 7 0 Nivel MSB Figura II.1/G.711 Empaquetamiento de bits de nivel de ruido II.2.2 Coeficientes de reflexin La informacin espectral se transmite mediante coeficientes de ref

33、lexin 6. A partir del polinomio: jMjjzzAGe5=11)( obtenido por anlisis de prediccin lineal, puede obtenerse el conjunto de coeficientes de reflexin a partir del conjunto de coeficientes de LPC utilizando recursin hacia atrs de la forma: 11121)()()()1()(+=ijkaaaaakijiiiijijiiidonde i baja de M a M1, h

34、asta 1 con la condicin inicial: MjajMj= 1)(Obsrvese que esta formulacin conduce a la solucin a k1expresada por: 01rrki= donde ries el i-simo coeficiente de autocorrelacin de la seal de entrada. Cada coeficiente de reflexin puede tener valores entre 1 y 1 y se cuantifica uniformemente mediante 8 bits

35、. El valor cuantificado es representado por el ndice N de 8 bits, donde N=0, . ,245, y el ndice N=255 se reserva para uso futuro. Cada ndice N es empaquetado en un byte separado con el MSB primero. El valor cuantificado de cada coeficiente de reflexin puede obtenerse de su ndice correspondiente por

36、la frmula: () () ()11;254, .,0 para127327682580.06)Th = 0.06endend Los coeficientes de reflexin km(i) se calculan a partir de los coeficientes de autocorrelacin seleccionados utilizando el algoritmo de Levinson-Durbin. II.5.1.1.4 Cuantificacin Para las tramas del descriptor de insercin de silencios

37、(SID, silence insertion descriptor), se cuantifican y empaquetan la energa )(iLE y los coeficientes de reflexin km(i) con arreglo al formato de cabida til especificado. II.5.1.2 Decodificador El decodificador produce ruido de confort haciendo pasar una excitacin de ruido blanco escalada a travs de u

38、n filtro de sntesis de prediccin lineal. Los detalles siguen en las subclusulas siguientes. II.5.1.2.1 Actualizacin de parmetros Los coeficientes de reflexin de la ltima trama SID recibida se utilizan en la trama en curso. Designemos por LESIDlos ltimos parmetros de ruido de confort recibidos, donde

39、 la energa se ha convertido de dBov a logaritmo en base 2. La energa utilizada en la trama en curso viene dada por: () ( ) ( )+= 0,11SIDLEiLEiLE donde = 0,9. Este procedimiento de alisamiento se aplica para evitar cambios bruscos de la energa de la seal en el ruido de confort. II.5.1.2.2 Generacin d

40、e la excitacin Se utiliza un generador de nmero aleatorio con una distribucin gaussiana para producir la secuencia Rn que es escalada por el factor a la energa correcta segn la ecuacin: () ( )()()Ge5=1021210,1LjMmmjRnLNkiEdonde L es la longitud de la excitacin, y E(i) es la energa de trama. Se utili

41、za una aproximacin constante para el denominador de la ecuacin citada a fin de evitar la operacin producto escalar y reducir la complejidad. Recomendacin G.711/apndice II (02/2000) 9 II.5.1.2.3 Sntesis de LP Los coeficientes de reflexin se convierten en coeficientes de prediccin lineal para su utili

42、zacin en el filtro de sntesis de prediccin lineal (LP, linear prediction) aplicando la recursin siguiente 6: ()() 11)1()1()()(+=ijaNkaaNkaijiiiijijiiiique se resuelven para i = 1, 2, . , M, y con el conjunto final definido como: ()Mjapjj= 1 El filtro de sntesis de prediccin lineal se define como: Ge

43、5=MjjzzA1j11)(1La excitacin escalada se pasa a travs del filtro para producir el ruido de confort final. La longitud de la excitacin L es, en general, igual a la longitud de trama. Sin embargo, para la primera trama inactiva que sigue a una trama activa, L es igual a la longitud de trama ms el orden

44、 del modelo (M). En este caso, se ignoran las primeras muestras de salida M del filtro de sntesis. II.5.1.3 Retardo No hay retardo inherente en el algoritmo de ruido de confort. II.5.1.4 Complejidad El algoritmo se ha implementado en punto fijo de 16 bits utilizando la biblioteca de herramientas de

45、soporte lgico de la UIT. La memoria y la utilizacin de recursos a diferentes tamaos de tramas que operan a una velocidad de muestreo de 8,0 kHz y un modelo todos polos de orden 10 se resumen en el cuadro II.2. Los WMOPS (millones ponderados de operaciones por segundo) se obtienen utilizando el conta

46、dor de operaciones dentro de la biblioteca y representa el caso ms desfavorable. La ROM es el tamao estimado de un DSP de punto fijo. Cuadro II.2/G.711 Necesidades de recursos CNG para un modelo de dcimo orden Tamao de trama RAM (palabras) ROM (palabras) WMOPS 5 ms 650 1300 1,1 10 ms 690 1300 0,66 2

47、0 ms 760 1300 0,47 10 Recomendacin G.711/apndice II (02/2000) II.5.2 Configuracin probada El algoritmo probado se especifica en el cuadro II.3. Cuadro II.3/G.711 Configuracin probada de CNG Parmetro Probado Velocidad de muestreo 8,0 kHz Tamao de trama 10 ms Orden del modelo 10 Retardo de indagacin 5

48、 ms Se aadi una indagacin de 5 ms retardando la entrada al cdec vocal acompaante (G.711) como se aprecia en la figura II.7. La indagacin se introdujo para ajustar adecuadamente la utilizacin del algoritmo VAD del anexo B/G.729 al ejemplo de solucin CNG. El retardo de indagacin puede evitarse en la prctica aadiendo un tiempo de retencin extra al algoritmo VAD del anexo B/G.729. T1609360-00Trama de entrada CNG Tren MIC de entradaTrama de entrada delcodificador de audioIndagac