Impacto do desvanecimento no canal de radiofrequência na qualidade do sinal de voz

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Affonso, Emmanuel Tavares Ferreira
• Orientador(a): Rodríguez, Demóstenes Zegarra
• Banca de defesa: Silva, Bruno de Abreu, Malheiros, Neumar Costa, Conceição, Gabriel Fernando Pivaro Leite da
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Lavras
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Sistemas e Automação
• Departamento: Departamento de Engenharia
• País: brasil
• Palavras-chave em Português: Som – Registro e reprodução – Qualidade; Voz – Qualidade – Avaliação; Voz sobre IP (VoIP) – Degradação; Redes de computadores – Métricas; Sound - Recording and reproducing – Quality; Voice – Quality – Evaluation; Voice over IP (VoIP) – Degradation; Computer networks – Metrics; P.862; P.563; MOS
• Área do conhecimento CNPq: Sistemas de Computação
• Link de acesso: https://repositorio.ufla.br/handle/1/15468

Atualmente a Voz sobre IP (VoIP), é um dos serviços de comunicação mais populares. Entretanto, há muitos fatores externos que afetam a qualidade final da comunicação VoIP, a voz pode sofrer vários tipos de degradações, especialmente quando o transporte é feito por canais wireless. A perda de pacotes e os desvanecimentos são fatores que afetam significativamente o sinal de voz, tanto em canais de comunicação cabeada ou wireless. Por isso métricas para avaliar a qualidade de voz se faz relevante, a fim de garantir um serviço adequado e maximizar a satisfação do usuário. Nesta pesquisa, diferentes cenários de degradações, como perda de pacotes e modelos de desvanecimentos serão aplicados em arquivos de voz. Em seguida, o índice de qualidade de voz, para cada cenário, será determinado por meio das recomendações da ITU-T P.862 e P.563. Primeiramente uma nova métrica, denominada de MOSp, é proposta com base nos testes experimentais utilizando o P.862 como referência, com ela é possível predizer o índice de qualidade de uma determinada comunicação, utilizando parâmetros de radiofrequência como Doppler, o modelo de desvanecimento e também parâmetros de rede cabeada como a perda de pacotes. Considerando uma escala MOS de qualidade de 0 a 4,5, a métrica proposta MOSp teve como maior erro uma diferença valor de 0,3354, representando uma margem de erro de apenas 7,4%. Além do desenvolvimento da métrica proposta MOSp, também foi efetuado o treinamento de uma Rede Neural Artificial (RNA) que teve como entrada degradações e valores MOS obtidos por meio do P.862, o resultado do treinamento alcançou erro máximo de 0,0843 do esperado e um percentual de somente 1,87% de erro. Posteriormente, por possuir características não intrusivas, o modelo P.563 foi empregado, porém, como os resultados obtidos foram inferiores aos esperados, uma nova métrica denominada P:563P MOS, foi desenvolvida tendo como referência os resultados do modelo P.862. Utilizando também uma escala MOS como referência, os resultados da nova técnica apresentaram um Coeficiente de Correlação de Pearson de 0,94 e erro máximo de 0,49. Com o objetivo de uma melhor representação dos cenários apresentados em ambientes simulados e para identificar se há uma degradação natural de uma transmissão real, experimentos foram efetuados em ambientes indoor e outdoor com transmissões de diferentes distâncias e modulações, essas transmissões foram feitas com o uso da técnica Software Defined Radio (SDR) implementados nos equipamentos Universal Software Radio Peripheral (USRP). Dessa forma foi possível obter a melhor representação dos cenários apresentados em ambientes simulados, identificando se há degradação natural em uma transmissão real. Os resultados experimentais validam que não há perda de qualidade em uma transmissão que não sofreu degradação, e utilizando a modulação Binary Phase Shift Keying (BPSK), implementada nas USRP, há uma melhor eficiência da transmissão de voz, alcançando o máxima pontuação na escala de qualidade do ITU-T. P.862.