TCP E UDP

COMPETÊNCIAS/HABILIDADES: Entender os aspectos envolvidos na codificação de voz, como taxa de operação dos codificadores, qualidade do sinal codificado e conhecer a técnica de detecção de atividade de voz e seu efeito sobre a banda do canal de voz. Analisar as diferenças entre o TCP e o UDP e a sua aplicabilidade sobre os serviços a sere transportados nas redes convergentes.

DESENVOLVIMENTO: Atividade Estruturada – Pesquisas

Pesquisa 1: Fazer uma pesquisa sobre os tipos de codificadores de voz existentes comparando-os em termos de taxa de codificação, MOS (Mean Opinion Score) e tempo necessário à codificação (retardo de codificação).

Os codificadores de voz são classificados em três grupo. Os de forma de onda, os paramétricos e hibrido

-codificadores de forma de ondas –esse tipo de codificadores utiliza propriedades temporais e espectrais de sinal de fala na codificação, apenas se preocupando em reconstruir a forma de ondas a ser codificada, sem nenhum tipo de anális da mesma. Sendo assim pode codificar qualquer tipo de sinal. Estes codificadores possuem qualidades elevada, mas em contrapartida, apresenta alta taxa de codificação. Por isso para codificação de voz humana com taxa abaixo de 16 kbits/s normalmente são utilizados os codificadores paramétricos ou híbridos. Algus exemplos dessa família de codificadores são:

Codificação PCM- tem como objetivo codificar individualmente cada amostra de sinal, associando cada estante de tempo a um nível discreto de amplitude, onde o numero discreto de nível de amplitude é dado pela nésima potencia de dois sendo n bits a serem utilizado n quantização. Essa é a maneira mais simples de codificar digitalmente um sinal e a que apresenta a melhor qualidade, possuindo uma nota na escala MOS igual a 4,3 . além de possuir qualidade elevada, esse tipo de codificação apresenta altas taxa de amostragem de 8KHZ e 8 bits na quantização, esse esse codificador possui uma taxa de codificação igual a 8000 Hz X 8 bits ou seja 64 Kbits/s, como ocorre na telefonia fixa. O que seria impraticável como no exemplo, para fins de transmissão em telefone celulares, o que obrigaríamos a utilizar outro tipo de codificação .

Codificador Paramétricos- esse apresentes nesse grupo utilizam característica de fontes de sinal de interesse para codificar, sendo assim, pode dizer que classe de codificadores é especial para cada tipo de sinal a ser codificado. Se o interesse é codificar a voz humana, será feito um estudo especifico do trato vocal, que é a fonte de sinal. O codificador paramétrico mais conhecido atualmente para voz humana é o LPC.

Codificador LPC- é o principal codificador paramétrico para a voz humana, levando em consideração vários princípios em relação o trato vocal humano. é uma das técnincas mais utilizadas para análise e síntese dos sinais de voz. De maneira simplificada, o LPC é uma técnica baseada na modelagem de predição linear associada ao fato de o sinal a ser codificado ser vozeado ou não. A partir dessa última informação, pode-se definir se haverá (vozeado) ou não (não vozeado) o envio da informação de pitch.

Assim, há diferença de excitação no decodificador para os sinais sonoros e os surdos: os primeiros, por apresentarem altura definida, são representados por um trem de impulsos espaçados pelo pitch. Já os segundos, acabam por ser representados por um ruído branco gaussiano de média zero e variância unitária. Dessa forma, o codificador LPC é caracterizado pela extração de parâmetros do preditor, do pitch, da caracterização vozeada ou não e do ganho a ser aplicado na excitação do decodificador. Os parâmetros do preditor são obtidos de maneira semelhante àquela da abordagem DPCM, exposta na Eq. 2.11, enquanto que o pitch é obtido conforme o abordado no item anterior.

A caracterização do som como vozeado ou não pode ser realizada através de duas formas: utilizando-se as técnicas de obtenção de pitch ou por meio de um procedimento denominado Taxa de Cruzamento por Zeros TCZ. A primeira alternativa consiste da verificação da inclusão do pitch na faixa de 80 a 300 Hz. Em caso positivo, o sinal é caracterizado como vozeado, ao passo que sua exclusão do referido intervalo o qualifica como som surdo.

Codificadores Hibridos- os codificadores híbridos realizam a extenção de parâmetros de sinais de voz assim como os codificadores paramétricos, e os mesmo tempo utilizam característica temporais e espectrais dos sinais como codificadores de forma de ondas. Desta forma, conseguem obter uma boa qualidade do sinal reconstituindo ao final do sistema com taxa relevante baixas entre 2 e 16 Kbps. Como exemplo dessa família de codificadores podemos citar:

Codificador MPE – É um codificador hibrido que utiliza o procedimento por síntese. Esse codificador utliza como base codificador LPC fazendo o uso de todas suas característica visando reduzir o numero de parâmetros a serem transmitidos. Também faz o uso dicionário para manipular as excitações aumentado a quantidade de excitações que podem ser usada , melhorando assim a naturalidade da voz reconstituinda ao final da transmição em relação ao codificador LPS. A voz pode ser considerada estacionaria em intervalos entr 19 e 30 ms e essa característica é utilizada pelo codificador CELP

codificador CELP é um codificadorde voz do tipo híbrido que utiliza o procedimento de Análise por Síntese para gerar o sinal codificado de voz. O codificador paramétrico LPC é utilizado como base para o codificador CELP, este fazendo uso de todas as suas características visando reduzir o número de parâmetros a serem transmitidos. somando-se a exploração da questão da excitação utilizada como entrada do sistema, a grande causa da maior desvantagem do codificador LPC, que é a baixa qualidade da voz reconstruída.

Ele faz uso de um banco de dicionários para determinar as excitações, o que aumenta o número de excitações a serem utilizadas, melhorando, assim, a qualidade da voz reconstruída em relação ao codificador LPC

2- Pesquisa 2: Fazer uma pesquisa sobre a facilidade de VAD (Voice Activity Detection) que pode ser usada na compressão de voz. Indicar qual o percentual de banda ocupada que pode ser reduzido com o uso dessa facilidade.

O processo de codificação/compressão de voz tem como objetivo retirar a redundância deste tipo de sinal. Este processo é bastante utilizado nos sistemas atuais de comunicação. Assim, para garantir que os sistemas de comunicação funcionem adequadamente, os codificadores de voz são padronizados, de forma que todos entes envolvidos nesta comunicação tenham conhecimento de como realizar a codificação e decodificação