Засоби професійного цифрового радіозв'язку: результати тестування в підвальному приміщенні

З тих пір, як  з'явилися перші переносні радіозасоби, дослідники б'ються над створенням ефективних методик для кількісної оцінки цієї якості. Повільний прогрес в цій області обумовлений, перш за все, трудністю і багатогранністю такого завдання. Якщо механізм мовоутворення  більш менш вивчений, то стосовно сприйняття людиною звуків ясності зовсім небагато. Крім того, відомий також ефект звикання слухача, коли звучання якого-небудь кодека, яке здавалось при першому з ним зіткненні  неприйнятним, з часом стає настільки звичним і комфортним, що заміна його на якісніший може викликати протест і незадоволеність.

З іншого боку, якщо передавати оцифровану мову, не піддаючи її ніякій обробці, то для збереження «телефонної» якості звучання потрібна пропускна спроможність каналу на рівні 64 кбіт/с, тобто потрібна  дуже велика пропускна спроможність мережі. Тому здійснюється стиснення мови і її обробка. Традиційно пристрої, що реалізують таке стиснення, називаються вокодерами, або кодеками мови. У стільникових системах в якості мовоутворюючого пристрою використовується мовний кодек RPE-LTP з регулярним імпульсним збудженням і швидкістю перетворення мови 13 кбіт/с.

Для зменшення обчислювальних витрат і підвищення ефективності використання каналу зв'язку в кодеках зв'язку застосовується також переривчаста  передача мови DTX (Discontinous Transmission), яка забезпечує включення передавача тільки тоді, коли користувач починає розмову, відключає його в паузах і в кінці розмови. Крім того, система DTX управляє детектором активності мови VAD (Voice Activity Detection),  який забезпечує виявлення і виділення інтервалів мови і шуму без мови навіть в тих випадках, коли рівень шуму зрівняний з рівнем мови.

Проте, щоб провести стиснення, вокодеру потрібні  на якийсь час дані в буфері для аналізу мови і при цьому виникає так звана алгоритмічна затримка. Крім того, вокодер вносить додаткову затримку при виконанні реальних розрахунків по стисненню мови – так звану затримку на стиснення. Через це реальна якість відтвореної мови в цифрових системах радіозв'язку  залежить від багатьох чинників і може варіюватися в значних межах в залежності від клієнтського програмного і апаратного забезпечення (типу мобільного терміналу), шлюзового (комутаційного) устаткування, пропускної спроможності і завантаженості мережі. Все це позначається на таких технічних характеристиках передачі, як затримка, частка втраченої інформації (букв, слів).

Крім пауз в розмові, затримка викликає такі явища як «ехо-передаваної мови» і накладення голосів. Однією з причин цього може бути неузгодженість опорів при переході з двох пар на чотири в телефонній мережі.

Враховуючи складнощі оцінки якості мовного зв'язку, в середині 90-х років Сектор зі стандартизації телекомунікацій Міжнародного союзу електрозв'язку (МСЕ-Т) завершив розробку рекомендації Р.800 «Методи суб'єктивної оцінки якості мовного зв'язку», яка на сьогодні є найбільш визнаною методологією оцінки систем передачі мови. В ній описуються умови проведення тестових випробувань, зміст аудіозразків, система оцінок і методики аналізу отриманих даних. Найчастіше метод Р.800 використовують для розрахунку середньої суб'єктивної оцінки якості мови за п’ятибальною шкалою.

Але головна проблема використання підходу Р.800 полягає в тому, що він далекий від практичного життя: фірми-виробники прагнуть тестувати свої системи в «комфортних» контрольованих умовах, але реальні мобільні телекомунікаційні радіоканали далекі від цього, а особливо вітчизняні радіолінії передач.

Для оцінки якості передачі мовної інформації сучасними цифровими радіозасобами на кафедрі радіотехнологій було проведено випробування професійних радіостанцій MotorolaTLKRT 80/T80 Extreme Radio за оцінкою розбірливості мови на діючих лініях радіозв'язку в будівлі, що має залізобетонні стіни і підвальне приміщення. Для такого типу будівель вибір методу оцінки  опинився не простим. Основними чинниками, які впливали на цей процес, є наступні.

Дуже сильно впливають на розповсюдження радіохвиль перешкоди, особливо різні металеві конструкції, зокрема арматура будівель і споруд.  Тому характеристики розповсюдження усередині приміщення залежать від відбивних властивостей будівельних матеріалів і проникнення сигналу крізь них (комплексної діелектричної проникності матеріалів). Природно, що в моделях прогнозування розповсюдження багато дослідників, враховуючи специфіку місця, як основну вихідну інформацію, брали дані про комплексну діелектричну проникність будівельних матеріалів, а також про структуру будівлі.

Вимірювання полягало в передачі, прийомі, записі і подальшій звірці спеціальних словесних таблиць артикуляцій. Мірою якості випробовуваної лінії радіозв'язку в цьому випадку є відсоток правильно прийнятих слів щодо загального числа переданих. Прийняті слова записувалися на випробувальні бланки. Тестування проводилося в критичних зонах (підвальному приміщенні центральної будівлі і підвальному приміщенні сусідньої будівлі, що знаходиться на відстані 500 м). В цілому, випробовувані радіозасоби показали добрі результати на предмет словесної їх розбірливості у вказаних зонах.