ITU-T Recommendations

تصف التوصية ITU-T G.711.1 إحدى خوارزميات التوصية  ITU-T G.711 لتشفير الكلام والتشفير السمعي المدمج عريض النطاق، تعمل عند معدل 64 و80 وkbit/s 96. ويتم اعتيان دخل المشفر وخرج مفكك التشفير بمعدل kHz 16 بالتغيب، غير أن معدل الاعتيان kHz 8 مدعوم أيضاً. وعند الاعتيان بمعدل kHz 16، يمكن لخرج مشفر التوصية ITU-T G.711.1 أن يشفر التوصية ITU-T G.711.1 بدون انتشار للأخطاء في حال وجود أخطاء في الرتل. ويمكن للمخطط المقترح أن تحول شفرته بسهولة إلى التوصية ITU-T G.711.1 أو التوصية ITU-T G.711 بأدنى قدر من التعقيد. ويصف الملحق D خوارزمية قابلة للتوسع لتشفير الكلام والتشفير السمعي ذي النطاق العريض جداً (SWB) (Hz 14 000-50) بمعدلات من 96 إلى kbit/s 112 بالنسبة للمعدل kbit/s 80 الأساسي الخاص بالتوصية ITU-T G.711.1. وكوديك التوسع ذو النطاق العريض جداً للتوصية ITU-T G.711.1 قابل للتشغيل البيني مع التوصية ITU-T G.711 وITU-T G.711.1. وخرج المشفر SWB الخاص بالتوصية ITU-T G.711.1 له عرض نطاق يبلغ Hz 14 000-50. وللمشفر الذي يعمل مع أرتال ms 5 تأخير بسبب الخوارزمية يبلغ ms 12,8125 وتعقيد للحالة الأسوأ يبلغ MOPS 21.498. ويتم بالتغيب اعتيان دخل المشفر وخرج مفكك التشفير بمعدل kHz 32. وينتج المشفر ذو النطاق العريض جداً قطار بتات مدمج في طبقتين تقابلان معدلي البتات المتاحين من 96 إلى kbit/s 112 أو من 112 إلى kbit/s 128 مع مقدار للتدرج يبلغ kbit/s 16 حسب المعدل الأساسي المنتقى للتوصية ITU-T G.711.1. ويمكن تشذيب قطار البتات إما على جانب مفكك التشفير أو بواسطة أي مكون من مكونات نظام الاتصالات من أجل الضبط اللحظي لمعدل البتات على القيمة المرغوبة دون الحاجة إلى التشوير خارج النطاق. وفي الأسلوب kbit/s 80 أو kbit/s 96 للتوصية ITU-T G.711.1، فإن النطاق العريض جداً للتوصية ITU-T G.711.1 يكون قابلاً للتشغيل البيني بشكل كامل مع التوصية ITU-T G.711.1. وتشمل الخوارزمية الأساسية ثلاثة أجزاء رئيسية: تعزيزات النطاقات الأعلى وتوسيع عرض النطاق (BWE) وتحويل التشفير في ميدان تحويل جيب التمام المميز المعدّل (MDCT)، استناداً إلى التقرير الكمي للمتجه الجبري (AVQ). ويشرح الملحق E مشروع مقترح لتنفيذ بديل للملحق D من التوصية ITU-T G.711.1، استناداً إلى علم حساب العلامة العائمة. ففي حين يوفر الملحق D مواصفة محددة البتة وبعلامة ثابتة مع شفرة المصدر-C ذات العلامة الثابتة المتاحة من قطاع تقييس الاتصالات، فإن التنفيذ العائم البديل مفيد بالنسبة للمنصات المزودة بمعالجات العلامة العائمة. وتبيّن أن حساب العلامة العائمة البديل هذا قابل للتشغيل البيني بشكل كامل مع الملحق D في جميع تشكيلاته بما في ذلك التشكيلات المتقاطعة. ويصف الملحق F توسيع مجسم لكوديك التوصية ITU-T G.711.1 عريض النطاق والتوسيع ذي النطاق العريض جداً الخاص بها، أي الملحق D بالتوصية ITU-T G.711.1. وتم استمثال هذا التوسيع من أجل إرسال الإشارات المجسمة ذات معدل الثبات الإضافي المحدود مع الاحتفاظ بقابلية التشغيل البيني الكاملة مع كل من الكوديكين. ويعمل الملحق F بمعدلات من 96 إلى kbit/s 160: 5 معدلات ثبات مجسمة عريضة النطاق جداً من 112 إلى kbit/s 160 ومعدلا بتات مجسمان عريضا النطاق من 96 إلى kbit/s 128. والأسلوبان المجسمان عريضا النطاق متوافقان عكسياً مع التوصيتين ITU-T G.711 وITU-T G.711.1 التقليديتين، في حين توفر الأساليب عريضة النطاق جداً التوافق العكسي مع النطاق الضيق الأحادي للتوصية ITU-T G.711 والنطاق العريض الأحادي للتوصية ITU-T G.711.1 والنطاق العريض جداً للملحق D بالتوصية ITU-T G.711.1. ويعمل الكوديك المجسم على أرتال ms 5 بتأخير يتعلق بالخوارزمية يبلغ ms 18,125 بالنسبة للصوت المجسم عريض النطاق وms 19,0625 بالنسبة للصوت المجسم عريض النطاق جداً. والإشارات ذات عرض النطاق Hz 7 000-50 عند معدل 80 وkbit/s 96 وبالنسبة لمعدل اعتيان للخرج مقداره kHz 8، يمكن أن تولد إشارات بعرض نطاق يتراوح من 50 إلى Hz 4 000، عند معدل 64 وkbit/s 80 (تتحدد خصائص عرض نطاق خرج الإشارة ضيقة النطاق من مفكك الشفرة من خلال صفيف بنك المراشيح بتقسيم النطاق التي يبلغ تردد القطع لها Hz 4 000). وعند المعدل kbit/s 64، تتوافق التوصية ITU-T G.711.1 مع التوصية ITU-T G.711؛ وبالتالي، فإن أي نشر فعال يعد متوقعاً في البنى التحتية لتبادل الصوت عبر بروتوكول الإنترنت (VoIP) على أساس التوصية ITU-T G.711 الحالية. وللمشفر الذي يعمل على أرتال ms 5 تأخير أقصى يتعلق بالخوارزمية يبلغ ms 11,875 وتعقد حوسبي في الحالة الأسوأ يبلغ 8,70 من الوحدة MOPS المرجحة. وينتج المشفر قطار بتات مدمج ببنية من ثلاث طبقات تقابل معدلات البتات الثلاثة المتاحة: 64 و80 وkbit/s 96. ويمكن تشذيب قطار البتات على جانب مفكك الشفرة أو بواسطة أي مكون من مكونات نظام الإرسال لضبط معدل البتات على القيمة المطلوبة، غير أنه نظراً لعدم احتوائه بشأن الطبقات الموجودة، فهناك تنفيذ يتطلب التشوير خارج النطاق فيما يتعلق بأي من الطبقات المتاحة.وللخوارزمية الأساسية بنية تشفير من ثلاث طبقات: تشكيل بشفرة نبضية (PCM) مع انضغاط وانبساط لوغاريتمي للنطاق الأدنى الذي يتضمن ضوضاء في شكل تغذية مرتدة، وتمديد مدمج للتشكيل PCM مع توزيع متوائم للبتات من أجل تحسين جودة الطبقة القاعدة في النطاق الأدنى وتشفير تكمية لمتجه مرجح للنطاق الأعلى على أساس التحويل MDCT. ويحدد الملحق A عملية تنفيذ بديلة لخوارزمية التوصية ITU-T G.711.1 باستخدام حساب العلامة العائمة لتسهيل استعمالها على عتاد مستمثل من أجل عمليات العلامة العائمة والشفرة-C ذات العلامة العائمة المصاحبة قابلة للتشغيل البيني التام مع الشفرة-C ذات العلامة الثابتة وتوفر جودة مكافئة. ويشمل الملحق B نسق الحمولة النافعة RTP ومحددات القدرات ومعلمات تشوير قدرات التوصية ITU-T G.711.1 باستخدام التوصية ITU-T H.245. ويتوافق نسق الرزمة تماماً مع تعاريف RTP المقابلة بالتوصية ITU-T G.711.1 من أجل توفير قابلية التشغيل البيني بشكل سلس. ويضيف الملحق C خوارزمية تطبق خوارزمية الانضغاط بدون خسائر الخاصة بالتوصية ITU-T G.711 على التوصية ITU-T G.711.1. وحيث إن التوصية ITU-T G.711 تكون أكثر كفاءة عندما تطبق على أحجام كبيرة للأرتال لتحقيق معدل انضغاط يتسم بالكفاءة لأكبر كم من الأرتال الخاصة بالتوصية ITU-T G.711.1 يمكن دعمه بالتوصية ITU-T G.711 يتم تشفيرهما في وقت واحد. ولا يتسبب استعمال هذا التمديد في أي انحطاط للجودة مقارنة بالتوصية ITU-T G.711.1، حيث يُعد تشفيراً بدون خسارة لجزء التوصية ITU-T G.711 من قطار بتات التوصية ITU-T G.711.1. كما أنه لا يوجد تأخير إضافي خاص بالخوارزمية؛ حيث سيكون التأخير هو نفسه كما هو الحال في التوصية ITU-T G.711.1، زائد الحجم المنتقى للرزمة ناقص ms 5. ويحفظ ذلك نفس درجة المتانة ضد الخسارة في الرزم، حيث يجري اعتيان دخل مشفر وخرج مفكك شفرة التوصية بالمعدلين 16 وkHz 32 لأسلوبي تشغيل النطاق العريض والنطاق العريض جداً، على التوالي. وتشمل الخوارزمية الأساسية ثلاثة أجزاء رئيسية: تحليل معلمة الصوت المجسم وخلط تنازلي عند المشفر وتحليل للصوت المجسم عند مفكك الشفرة. وطبقة التمديد الأولى للصوت المجسم عبارة عن طبقة بمعدل kbit/s 16 تضم معلمات الصوت المجسم الأساسية واختلافات الزمن بين القنوات/اختلافات الطور بين القنوات والتماسك بين القنوات في كامل النطاق العريض واختلافات المستوى بين القنوات في النطاق الفرعي واختلافات الطور بين القنوات في النطاق الفرعي منخفض التردد. والطبقة الثانية للصوت المجسم عبارة عن طبقة بمعدل kbit/s 16. وفي هذه الطبقة الثانية، فإن اختلافات الطور بين القنوات ذات عرض النطاق الأكبر، يتم إرسالها، وهو ما يسمح بزيادة تحسين الصورة المجسمة. ويمكن تشذيب قطار البتات بواسطة مفكك الشفرة أو بواسطة أي مكون من مكونات نظام الاتصالات من أجل الضبط اللحظي لمعدل البتات على القيمة المطلوبة، بما في ذلك معدلات بتات التوصية ITU-T G.711 للنطاق الضيق والتوصية ITU-T G.711.1 للنطاق العريض والتوصية ITU-T G.711.1 للنطاق العريض جداً (الملحق D)، دون الحاجة إلى التشوير خارج النطاق. ويصف التذييل I مرشاح لاحق تكميلي لاستعماله في مفكك الشفرة ويزيد هذا المرشاح من جودة الإشارة المفكك شفرتها عندما يتاح قطار البتات التقليدي للتوصية ITU-T G.711 أو حتى الجزء الأساسي فقط من قطار بتات التوصية ITU-T G.711.1 بالتشكيل PCM مع الانضغاط والانبساط اللوغاريثمي. ومن المزمع استعماله بالنسبة لمطاريف المستعمل النهائي، غير أنه ينبغي تفادي استعماله في السيناريوهات المترادفة (مثل مازج الإشارات أو ناقلات قطارات البتات).ويقدم التذييلان II وIII معلومات عن انتقاء حجم الرتل وعن فك شفرة جزء قطار بتات التوصية ITU-T G.711 من قطارات البتات LLC للتوصية ITU-T G.711.1، على التوالي. ويحدد التذييل IV بالتوصية ITU-T G.711.1 مخطط تشفير للصوت المجسم عند المنتصف (MS) باستعمال الملحق D بالتوصية ITU-T G.711.1 (ITU-T G.711.1-SWB). وبإدخال تشفير الصوت المجسم MS في مطاريف الصوت المجسم، يمكن توفير قابلية التشغيل البيني مع أجهزة الصوت غير المجسم بمقدار طفيف جداً من التعقيد. ويكون مخطط التشفير الأساسي كالتالي: يتم تحويل قناتي اليسار - اليمين (LR) للصوت المجسم إلى الصوت المجسم MS ثم تشفر إشارات كل قناة على حدة بواسطة ITU-T G.711.1-SWB؛ وعلى جانب مفكك الشفرة، يفك تشفير القنوات MS لقطار البتات القادم من المشفر ثم تعكس الإشارات التي تم فك شفرتها للقنوات MS إلى إشارات القنوات LR. عملية التحويل LR-MS وعكسها تجريان بطريقة تقليدية. وعلى جانب المشفر، يتطلب الأمر عمليتين حسابيتين إضافيتين لكل عينة من أجل التحويل LR-MS ومشغل واحد للتحويل MS-LR على جانب مفكك الشفرة. وفي STL 2009، انظر التوصية ITU-T G.191 (2010)، تنفيذ المشغل الأساسي، يقدر التعقيد في التحويل بنحو WMOPS 0.2 في الإجمالي. وخوارزمية التشفير المستخدمة لكل قناة تماثيل الخوارزمية الورادة في الملحق D بالتوصية ITU-T G.711.1. وتقدم شفرة المصدر-ANSI C للخوارزميات المحددة في المتن الرئيسي لهذه التوصية وفي ملحقاتها A وC وD وE وF. وتشكل شفرات المصدر- ANSI C تلك جزءاً لا يتجزأ من هذه التوصية. وهناك مجموعة غير حصرية لإشارات الاختبار للاستعمال مع شفرات المصدر-ANSI C تلك مقدمة كذلك في شكل فريق إلكتروني بهذه التوصية. وجدير بالإشارة أن بعض المتجهات النصية حجمها كبير بدرجة يصعب توزيعها مع شفرة المصدر؛ خاصة بالنسبة للملحق F. ويمكن تحميل متجهات الاختبار بالمجان من الموقع الإلكتروني للاتحاد على العنوان: http://itu.int/net/itu-t/sigdb/speaudio/Gseries.htm#G.711.1.