Doktoraty Wydziału IET

mgr inż. Jakub Rachwalski

Promotor: prof. dr hab. inż. Zdzisław Papir (AGH)
Dyscyplina: Telekomunikacja

VoIP jest powszechnie używaną technologią do transmisji głosu i komunikacji w czasie rzeczywistym. Jednym z parametrów wpływających na odczuwalną jakość aplikacji VoIP są wzorce strat pakietów, która można opisać za pomocą parametru Burst Ratio. Do tej pory, Burst Ratio został zdefiniowany jedynie dla przypadku, gdy ścieżka transmisyjna rozpatrywana jest, jako jedna integralna całość.

Teza rozprawy została sformułowana w następujący sposób:

It is possible to determine the overall value of the Burst Ratio parameter for transmission over multiple concatenated channels of known individual characteristics.

W tłumaczeniu na język polski teza brzmi następująco:

Możliwe jest określenie wartości parametru Burst Ratio, jeśli transmisja prowadzona jest przez wiele łączonych szeregowo kanałów transmisyjnych, a charakterystyki każdego kanału transmisyjnego są mierzone osobno.

W rozprawie przedstawiono nowy model analizy wzorców utraty pakietów w łączonych kanałach transmisyjnych za pomocą parametru Burst Ratio. Proponowany model opiera się na dwóch twierdzeniach. Pierwsze opisuje parametr Burst Ratio pełnej ścieżki transmisyjnej, a drugie twierdzenie jest uproszczeniem modelu opracowanym dla transmisji charakteryzujących się niskim poziomem strat pakietów. Uproszczony model ujawnia, że parametr Burst Ratio pełnej ścieżki transmisyjnej można przybliżyć średnią harmoniczną wartości parametru Burst Ratio wszystkich pośrednich kanałów ważoną poziomem strat pakietów poszczególnych kanałów transmisyjnych. Oba twierdzenia zostały opracowane na podstawie dwustanowych łańcuchów Markowa i udowodnione za pomocą indukcji matematycznej.

Zaprezentowany model został zweryfikowany na dwa różne sposoby: za pomocą oprogramowania Matlab oraz NS2, oprogramowania symulującego rzeczywiste sieci pakietowe. Oba sposoby wyniki weryfikacji pokazały, że model dokładnie opisuje wzorce strat pakietów ścieżki transmisyjnej, która składa się z wielu łączonych kanałów. Symulacje za pomocą symulatora NS2 pokazały również, że dokładność modelu jest lepsza, gdy transmisja odbywa się w specyficznych warunkach sieciowych, tzn. niski poziom strat pakietów oraz niewielka ilość kanałów pośrednich. Co więcej, wyniki pokazały, że w większości przypadków twierdzenia główne i uproszczone mają podobną dokładność.

Zaprezentowanie wyniki dowodzą, że model pozwala na precyzyjne obliczenie wartości parametru Burst Ratio w przypadku, gdy transmisja prowadzona jest przez wiele łączonych kanałów transmisyjnych. Jako że model oparty jest na parametrze Burst Ratio, jednym z parametrów E-modelu ITU-T, może on być stosowany podczas planowania i optymalizacji sieci transmisyjnych. W efekcie, wyniki przedstawione w rozprawie mogą pomóc w zapewnieniu wyższej jakości usług VoIP.

prof. dr hab. inż. Andrzej Chydziński

prof. dr hab. inż. Michał Pióro

Ważniejsze publikacje dokotoranta:

1. Jakub Rachwalski and Zdzisław Papir. Burst Ratio in Concatenated Markov-based Channels. Journal of Telecommunications and Information Technology, (1):3–9, 2014
2. Jakub Rachwalski and Zdzisław Papir. Analysis of Burst Ratio in Concatenated Channels. Journal of Telecommunications and Information Technology, (4):65–73, 2015
3. Jakub Rachwalski and Maciej Bartkowiak. Ocena jakości sygnałów fonicznych. Tomasz P. Zielinski, Przemyslaw Korohoda, Roman Rumian (red.), Cyfrowe przetwarzanie sygnałów w telekomunikacji, 625-664, 2014, PWN