ITU-T Recommendations

تصف التوصية ITU-T G.718 التشفير المدمج ضيق النطاق (NB) وعريض النطاق (WB) لإشارات الكلام والإشارات السمعية بمعدل بتات متغير فيما بين 8 وkbit/s 32، وهو تشفير مصمم ليصمد أمام محو الأطر.
ويوفر هذا الكودك أرقى جودة كلام ضيق النطاق عبر معدلات بتات منخفضة وأرقى جودة كلام عريض النطاق عبر كامل مدى معدلات البتات. وبالإضافة إلى ذلك، صُمم كودك التوصية ITU-T G.718 ليوفر حصانة عالية ضد محو الأطر، معززاً بذلك جودة الكلام عند استخدامه في تطبيقات النقل وفق بروتوكول الإنترنت (IP) على شبكات الاتصالات الثابتة واللاسلكية والمتنقلة. وعلى الرغم من طبيعته المدمجة، يقدم هذا الكودك أداء جيداً في الإشارات السمعية العامة ضيقة النطاق وعريضة النطاق.
ولهذا الكودك هيكل مدمج قابل للتوسيع مما يتيح أقصى قدر من المرونة في نقل الرزم الصوتية عبر شبكات بروتوكول الإنترنت المعاصرة وشبكات المستقبل المواكبة للوسائط. وبالإضافة إلى ذلك، فإن الهيكل المدمج لهذا الكودك سيتيح توسعته بسهولة ليوفر قدرة فائقة عرض النطاق وقدرة ستيريو من خلال طبقات إضافية هي قيد التطوير حالياً. ويمكن بتر قطار البتات في جانب مفكك التشفير أو بواسطة أي مكون في نظام الاتصالات لضبط معدل البتات على الفور إلى القيمة المطلوبة دون الحاجة إلى تشوير من خارج النطاق. وينتج المشفر قطار بتات مدمج مهيكل في خمس طبقات تقابل معدلات البتات الخمس المتاحة وهي: 8 و12 و16 و24 و32 kbit/s.
ويمكن لمشفر التوصية ITU-T G.718 أن يقبل إشارات عريضة النطاق تؤخذ عينات منها بمعدل kHz 16 أو إشارات ضيقة النطاق تؤخذ عينات منها بمعدل 8 أو kHz 16. وبالمثل، يمكن لخرج مفكك التشفير أن يكون عريض النطاق بمعدل kHz 16 بالإضافة إلى كونه ضيق النطاق بمعدل 8 أو kHz 16. ويكشف المشفر إشارات دخل تؤخذ عينات منها بمعدل kHz 16 وإن كانت محدودة بعرض نطاق ضيق.
ويمكن لخرج كودك التوصية ITU-T G.718 أن يعمل بعرض نطاق قدره Hz 3 400-300 بمعدل 8 و12 kbit/s وبعرض نطاق قدره Hz 7 000-50 بمعدل من 8 إلى 32 kbit/s.
ويمثل الكودك الأساسي، عالي الجودة تحسيناً كبيراً في الأداء موفراً جودة كلام نظيفة، عريضة النطاق بمعدل 8 kbit/s تكافئ جودة كودك التوصية ITU-T G.722.2 بمعدل 12,65 kbit/s، فيما يوفر أسلوب تشغيل الكودك ضيق النطاق بمعدل 8 kbit/s جودة كلام نظيفة تكافئ جودة كودك التوصية ITU-T G.729E بمعدل 11,8 kbit/s.
ويعمل الكودك في أطر مدة كل منها ms 20 وبتأخير خوارزمي مدته 42,875 ms على أقصى تقدير لإشارات الدخل والخرج عريضة النطاق. أما التأخير الخوارزمي الأقصى لإشارات الدخل والخرج ضيقة النطاق فيبلغ 43,875 ms. ويمكن أيضاً استخدام الكودك بأسلوب التأخير القصير عند ضبط معدلات البتات القصوى للمشفر ومفكك التشفير بقيمة 12 kbit/s. وفي هذه الحالة، يخفَّض الحد الأقصى للتأخير الخوارزمي بمدة ms 10.
ويضم الكودك أيضاً أسلوب تشفير بديلاً بحد أدنى من معدل البتات قدره 12,65 kbit/s، وهو قطار بتات قابل للتشغيل البيني مع معايير تشفير الكلام عريض النطاق في الاتصالات المتنقلة ITU-T G.722.2 و3GPP AMR-WB و3GPP2 VMR-WB. ويستعيض هذا الخيار عن الطبقة 1 والطبقة 2، وتتشابه الطبقات 5-3 مع الخيار المبدئي، عدا أن عدداً أقل من البتات يُستخدم في الطبقة 3 للتعويض عن البتات الإضافية في معدل 12,65 kbit/s الأساسي. ويستطيع مفكك التشفير كذلك أن يفكك تشفير كل أساليب التشغيل الأخرى المذكورة في التوصية ITU-T G.722.2. وعلاوة على ذلك، يجري وضع ملحق جديد بهذه التوصية سيمكِّن التشغيل البيني بكفاءة لقطار البتات مع كودك 3GPP2 EVRC-WB. وتشمل هذه التوصية أيضاً خوارزميات أسلوب الإرسال المتقطع (DTX) وتوليد ضوضاء الراحة (CNG) التي تمكن وفورات عرض النطاق خلال فترات عدم الاستخدام. ويمكن أن تستخدم خوارزمية متكاملة للحد من الضوضاء شريطة أن تقتصر دورة الاتصالات على معدل 12 kbit/s.
وتستند الخوارزمية الأساسية إلى هيكل تشفير على مرحلتين: تستند الطبقتان السفليتان إلى تشفير التنبؤ الخطي بإثارة شفرية (CELP) للنطاق (Hz 6 400-50) حيث تستفيد الطبقة الأساسية من تصنيف الإشارة لاستخدام أساليب التشفير المثلى لكل إطار. وتشفر الطبقات الأعلى إشارة الخطأ المرجح من الطبقات السفلى باستخدام تشفير تحويلي معدل لتحويل منفصل لجيب التمام (MDCT) بأسلوب إضافة التراكب. وتستخدم العديد من التكنولوجيات لتشفير معامِلات MDCT لتحقيق أقصى قدر من الأداء للكلام والموسيقى على السواء.
ويصحح التصويب 1 (2008/11) عدداً من المشاكل الطفيفة التي حُددت في شفرة المصدر ANSI C ذات النقطة الثابتة الواردة في النص الأساسي لهذه التوصية.
ويُدخل التعديل 1 (2009/03) بعض التصحيحات الطفيفة الإضافية على شفرة المصدر ANSI C ذات النقطة الثابتة وعلى نص هذه التوصية. وهو يصف أيضاً إضافة التحقق من القيمة المبدئية للبتة غير المستخدمة في الطبقة 5، وإجراء محو الطبقة 5 إن لم تمتلك البتة تلك القيمة المبدئية. ويُدخل التعديل 1 أيضاً الملحق A الجديد الذي يعرّف تنفيذاً بديلاً لخوارزمية التوصية ITU-T G.718 باستخدام حساب النقطة العائمة المعدة للاستعمال في تنفيذ عتاد معالجة الإشارة الرقمية المهيأ على النحو الأمثل لعمليات النقطة العائمة. وشفرة المصدر ANSI C المصاحبة ذات النقطة العائمة قابلة للتشغيل البيني تماماً مع شفرة النقطة الثابتة.
وفي حين أن التصويب 2 (2009/08) يتضمن تصحيحات أخرى للتصدي لمشاكل طفيفة وُجدت في كل من التطبيقات الثابتة والعائمة، فإن فائدته الرئيسية تكمن في تبسيط تنفيذ النقطة الثابتة مما يقلل من تعقيد الكودك من 69 إلى 57 WMOPS مع الاستغناء عن المعالجة الرقمية والاحتفاظ بالشفرة الأصلية في كلتا خطوتي نص التشخيص. وانخفاض التعقيد هذا بنسبة %17 هو انخفاض ذو شأن وسيزيد بوضوح من جاذبية تنفيذ التوصية G.718.
وتحتوي هذه التوصية على مرفق إلكتروني مع شفرة المصدر ANSI C، وهو جزء أساسي من هذه التوصية.
وتضم هذه الطبعة جميع التغييرات التي أدخلها التصويب 1 (2008/11)، والتعديل 1 (2009/03) والتصويب 2 (2009/08)، بما في ذلك تحديث شفرة المصدر ANSI C، المرتبطة بها.