Comunicación de Datos

investigacion g729Matías Paredes Flores – Pablo Mancilla Jara

Tabla de contenido

INTRODUCCIÓN..................................................................................................................................2

DESCRIPCIÓN GENERAL DEL CODIFICADOR........................................................................................3

FUNCIONAMIENTO DEL CÓDEC G729................................................................................................3

CONCLUSIÓN......................................................................................................................................6

BIBLIOGRAFIA.....................................................................................................................................6

INTRODUCCIÓN

En el presente informe se describirá en detalle el algoritmo de codificación de datos de audio para voz G.729.

G.729 es un algoritmo de compresión de datos de audio para voz que comprime audio de voz en trozos de 10 milisegundos. La música o los tonos tales como los tonos de DTMF o de fax no pueden ser transportados confiablemente con este códec, y utilizar así G.711 o métodos de señalización fuera de banda para transportar esas señales.

G.729 se usa mayoritariamente en aplicaciones de Voz sobre IP VoIP por sus bajos requerimientos en ancho de banda. El estándar G.729 opera a una tasa de bits de 8 kbit/s, pero existen extensiones, las cuales suministran también tasas de 6.4 kbit/s y de 11.8 kbit/s para peor o mejor calidad en la conversación respectivamente. También es muy común G.729a el cual es compatible con G.729, pero requiere menos cómputo. Esta menor complejidad afecta en que la calidad de la conversación es empeorada marginalmente.

El anexo B de G.729 es un esquema de compresión del silencio, el cual tiene un módulo de VAD que se usa para detectar la actividad de la voz. También incluye un módulo DTX el cual decide actualizar los parámetros de ruido de fondo para la ausencia de conversación (entornos ruidosos). Estas tramas que son transmitidas para actualizar los parámetros del ruido de fondo se llaman tramas SID. También hay un generador de ruido comfort (CNG), dado que en un canal de comunicación, si se para la transmisión, a causa de ausencia de conversación, entonces el receptor puede suponer que el enlace se ha roto. Este tema también se trata por el estándar del anexo B.

Recientemente, G.729 ha sido extendido para suministrar soporte para conversación de banda ancha y codificación de audio, por ejemplo, el rango de frecuencia acústica es extendido a 50Hz-7kHz. La extensión respectiva a G.729 es referida como G.729.1. El codificador G.729.1 está organizado jerárquicamente: Su tasa de bits y la calidad obtenida es ajustable por un simple truncado de la corriente de bits.

DESCRIPCIÓN GENERAL DEL CODIFICADOR

La descripción general del algoritmo de codificación/decodificación es semejante a la de la versión completa. La asignación de bits es la misma que se señala en el Cuadro 1/G.729. Tiene también el mismo retardo (trama vocal de 10 ms y pre análisis de 5 ms). Los principales cambios algorítmicos con respecto a la versión completa de la Recomendación G.729 se resumen a continuación:

El filtro de ponderación perceptual utiliza los parámetros de filtro de predicción lineal (LP) cuantificados y viene dado por W(z) = Â(z)/Â(z/γ ) con un valor fijo de γ = 0,75.

El análisis de tono en bucle abierto se simplifica mediante un diezmado al tiempo que se calculan las correlaciones de la señal vocal ponderada.

El cálculo de la respuesta de impulsos del filtro de síntesis ponderado W(z)/Â(z), el cálculo de la señal objetivo y la actualización de los estados del filtro se simplifican al reducirse W(z)/Â(z) a 1/Â(z/γ ).

La búsqueda de la tabla de códigos adaptativos se simplifica. La búsqueda maximiza la correlación entre la excitación pasada y la señal objetivo filtrada hacia atrás (no se considera la energía de la excitación anterior filtrada).

Se simplifica la búsqueda de la tabla de códigos algebraicos fijos. En vez de una búsqueda enfocada a bucles encajados se sigue un método de búsqueda en árbol iterativa, en profundidad primeramente.

En el decodificador se simplifica el post filtro de armónicos utilizando solamente retardos enteros.

FUNCIONAMIENTO DEL CÓDEC G729

El funcionamiento de la licencia de un códec G729 es por los canales de codificación/decodificación simultáneos que use el asterisk con cada canal. Por ejemplo, supongamos que se recibe una llamada hacia una extensión/anexo, pero la extensión no soporta el códec G729 y el proveedor de telefonía requiere el uso de G729. En ese caso asterisk usa un canal (licencia) completo, pues requiere usar un codificador para enviar el audio al proveedor y un decodificador para que el audio lo reciba correctamente la extensión. Esto seria el uso de 1/1 codificador/decodificador o UN canal para esa llamada.

Ahora, digamos que para esa misma llamada recibida a esa extensión existe un MixMonitor activo, es decir esa extensión esta grabando sus llamadas. El formato normal de grabaciones es diferente al del códec G729, lo que entonces ocasionaría que Asterisk debe usar otro decodificador para

poder guardar la grabación de esa llamada apropiadamente. En este caso el uso sería de 2/1 codificador/decodificador, o es decir DOS canales para esa llamada. Es esta una de las razones por las cuales se puede presentar esa saturación de canales, para el códec G729 se usa efectivamente un canal aunque sólo se use o el codificador ó el decodificador para ese proceso de transcodificación. Y si por alguna razón se llegara a usar otro codificador la relación sería 3/1, es decir TRES canales. Pero este tipo de casos no se presentan normalmente.

Lo que ocurre con eso, es que para cada llamada que se recibe, y que esté grabando, puede estar potencialmente usando el doble de canales. Es decir, para 10 llamadas entrantes simultáneas se puede usar hasta 20 canales de G729.

Adicionalmente, las llamadas entrantes a un IVR pueden estar consumiendo también canales de transcodificación. Esto ocurre cuando el formato de las grabaciones del IVR no están en codificación para G729, y el proveedor si lo requiere, por lo que se debe consumir un codificador para cada llamada entrante que este escuchando el IVR. Es decir 1/0 codificador/decodificador o UN canal G729 por cada llamada que se encuentre en el IVR.

Entonces puede ocurrir el escenario de que con 20 llamadas entrantes que tengan las grabaciones activadas, mas otras 10 llamadas que se encuentren en el IVR, utilicen 50 canales G729 ocupados en transcodificación. Cualquier otra llamada que requiera la transcodificación del G729 se quedará sin audio o audio en una sola vía (no se oye al llamante, no sale la llamada, el IVR no suena, etc.).

Ilustración 1 diagrama de bloques G.729

Ilustración 2 Decodificador G729

CONCLUSIÓN

G.729 es probablemente el códec más utilizado para comunicaciones VoIP, ya que se incluye en la mayoría de teléfonos IP que encontramos en el mercado. Sin embargo, no es así en los softphones para PC gratuitos, por lo que en su caso hay que comprar la licencia del códec. Al no tratarse de un códec libre exige para su uso que los dos extremos de la llamada dispongan de su licencia.

Mantiene un buen equilibrio entre un reducido consumo de ancho de banda y una óptima calidad de audio. Ofrece un servicio sólido con un nivel bajo de pérdida de paquetes, lo que lo hacen ideal para su uso en llamadas de VoIP a través de la red pública.

Se puede concluir que de acuerdo a lo investigado el algoritmo de compresión de audio para voz es útil para aplicaciones de acceso a Internet por redes telefónicas ya que disponen de un bajo ancho de banda. Si bien este códec ha pasado a estar en desuso se han generado nuevas mejoras en las que se saca una mayor eficiencia en los periodos de silencios, donde también han aumentado su ancho de banda para ofrecer una mayor calidad de voz.

BIBLIOGRAFIA

Información extraída de Unión Internacional de Telecomunicaciones (I.T.U.) Publicaciones [En línea] [Fecha de consulta: 22 de septiembre 2015] Disponible en:http://www.itu.int/rec/T-REC-G.729/es