Sistema Voz sobre IP

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Palavras-chave: VoIP, AWGN, Ruído, Matlab, Rayleight

ABSTRACT

Without a doubt we live in a world that we are connected at all times, whether on a LAN or WLAN network, the fact is that we are moving increasingly to a technology convergence scenario, factors that grows exponentially each time interval, among many technology found the VoIP communication which is the focus of this work. This technology has the basic feature voice transmission using an internet network, came to change the way that until then people used to transfer voice and data as a source of communication, throughout the work, we will simulate and try to explain to the greater degree of reliability information, always being faithful bibliographic sources and highlighting our view as future engineers telecommunications, covering topics such as bit error fading, Gaussian (AWGN) noise, fading Rayleigh, we use the Matlab as a mechanism simulation and study of the behavior of functions.

Keywords: VoIP, AWGN, Noise, Matlab, Rayleigh

1. INTRODUÇÃO

A tecnologia VoIP (Voice Over Internet Protocol), Voz sobre IP, é um sistema de comunicação que possibilita a realização de chamadas telefônicas pela internet utilizando protocolos de controle que facilmente possibilitam o movimento dos sinais de voz em uma rede IP, esse processo agrega recursos de qualidade obtendo melhores resultados e desempenhos equivalentes aos serviços de telefonia atual.

O sistema de comunicação VoIP é caraterizado em proporcionar diminuição drástica no custo das ligações, mesmo que a duração da ligação seja longa, além de ter como diferencial a qualidade. Esses aspectos geraram a popularização e crescimento rápido dessa comunicação, tendo-se a expansão e otimização dos recursos telefônicos envolvidos. Sua estrutura de funcionamento é definida pela conversão do sinal de voz analógico, por meio da quebra da conversão em pacotes de dados no formato digital e os transmite através da internet, estes pacotes possibilitam que várias chamadas telefônicas ocupem o espaço que antes era totalmente ocupado por apenas uma chamada da rede convencional.

O sistema VoIP inicialmente foi projetado com o objetivo de fornecer comunicação de voz ponto a ponto entre computadores conectados na Internet, para que isso de fato funcionasse era preciso ter dispositivo de saída de áudio e microfone ligado a entrada do sistema para captar o áudio, juntamente com algum software que pudesse gerenciar esta comunicação de forma que listasse contatos online- offline, e principalmente compactando e descompactando a voz na rede. Essa ideia foi tão aceita que hoje facilmente podemos encontrar Softphones que são nada mais que dispositivos eletrônicos associado a uma rede LAN ou na Internet capazes de dinamizar a comunicação, traduzindo pacotes de voz sem a necessidade da ajuda do computador.

Hoje no Brasil essa tecnologia VoIP está regulamentada pela Agencia Nacional de Telecomunicações (ANATEL), a qual especifica alguma característica sobre o uso de licença para utilização do serviço, como exemplo um provedor VoIP que não fornece rede, não necessitando da licença para sua implementação, essa medida e outras foram especificadas devido ao crescimento constante deste tipo de serviço nas empresas, pra se ter uma real noção do espaço que essa comunicação está ganhando, já podemos ouvir analistas dizendo que modelos de ligações que estamos habituados a fazer logo estarão abandonadas, como no caso da utilização do DDD e DDI para ligações de longas distancias tanto nacionais como Internacionais, dessa forma como futuros profissionais da área de telecomunicações torna-se necessário entender essa inovadora forma de comunicação assim como traçar tantos seus aspectos positivos quanto negativos, e principalmente entender como se comporta o funcionamento dessas informações no meio de transmissão envolvido através do desenvolvimento de aplicação que emula a criação do sinal, sua modulação, encapsulamento e desencapsulamento até o seu envio para o receptor via canal de comunicação.

2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Os canais de comunicação são classificados em: Canal com Ruído Aditivo Gaussiano, AWGN (do inglês Additive White Gaussian Noise) e canal com desvanecimento multi - percurso. Para o desenvolvimento deste trabalho, utilizou-se o canal AWGN para a simulação da comunicação via VoIp unidirecional com e sem desvanecimento Rayleight. O nome AWGN se deve ao fato de que, o ruído, inserido no sinal ao atravessar o canal, tem o comportamento de uma variável aleatória com distribuição estatística Gaussiana ou normal, e uma densidade espectral de potência plana na banda considerada.

O sinal é criado e é adicionado a este a sua alocação e inclusão dos cabeçalhos do modelo TCP/IP conforme cada camada para a conexão VoIP que ocupa um tamanho específico conforme os cenários. O parâmetro utilizado neste trabalho foi o codec G.711.

2.1 Variável Aleatória Gaussiana

A variável aleatória Gaussiana do tipo PDF (Função de Densidade de Probabilidade) é definida sobre a forma: sobre a limitação , abaixo exemplo de uma Gaussiana com .[pic 1][pic 2][pic 3]

[pic 4]

Figura 1. Demonstração Variável Aleatória Gaussiana

De fato, a densidade gaussiana é a mais utilizada no mundo da engenharia. Esta importância vem de sua descrição precisa de muitas quantidades práticas e de significado no mundo real, especialmente as quantidades resultantes de muitos efeitos aleatórios pequenos que se somam agindo para criar a quantidade de interesse desejado. Para facilitar exatamente esses estudos usa-se de valores muito pequenos, geradores de um sinal completo, elaborado para efeitos de cálculos a função de distribuição gaussiana é dado por:

[pic 5]

Partindo dessa definição, podemos encontrar . A partir disso, usa-se uma distribuição Gaussiana normalizada dado por:[pic 6]

[pic 7]

Diante isso, tem-se:

[pic 8]

- RUÍDO GAUSSIANO (AWGN)

Sabemos que um canal de comunicação é uma relação que fornece relacionamento entre um receptor e um transmissor que chamamos de sistema de comunicação, esse sistema é definido