CCH KHC PHC TING VNG
Mở đầu
Điện thoại không dây đang phát triển rất nhanh, được xem như là một phương
tiện truyền thông chủ yếu, tác động mạnh đến phương thức liên lạc của con người hàng
ngày trong cuộc sống cũng như trong thương mại. Trong khi các cơ sở hạ tầng mạng
đang được bổ sung, hoàn chỉnh và sự cạnh tranh giữa các nhà cung cấp dịch vụ không
dây tăng lên, nhưng khách hàng thường phàn nàn với nhà cung cấp về dịch vụ về chất
lượng điện thoại thấp do hay phải nghe chính tiếng nói của mình trước khi nghe được
tiếng nói người bị gọi. Một công nghệ chính tạo ra chất lượng thoại của mạng không dây
tương đương với dịch vụ điện thoại có dây là triệt tiếng vọng.
Khách hàng thường coi chất lượng điện thoại là tiêu chí để đánh giá chất lượng
toàn bộ mạng. Cần phải xem điều này là chìa khoá để duy trì các khách hàng trung thành.
Vì thế, việc loại bỏ có hiệu quả tiếng vọng và tiếng vang âm cố hữu trong mạng tế bào số
là biện pháp tốt nhất để duy trì và cải thiện nâng cao chất lượng thoại trên mỗi cuộc gọi.
Áp lực này đã dẫn đến những nghiên cứu, phát triển công nghệ triệt tiếng vọng nhằm
cung cấp các giải pháp có thể giảm nhiễu nền và loại bỏ tiếng vọng và tiếng vang âm
trước bất kỳ bộ xử lý mã hoá nào. Bằng cách ứng dụng công nghệ này, hiệu quả tổng thể
của quá trình mã hoá được nâng cao, chất lượng thoại được cải thiện đáng kể. Trong bài
viết này đưa ra khái niệm tiếng vọng trong đàm thoại và làm thế nào để việc triệt tiếng
vọng giúp cho việc thiết lập các cuộc gọi di động với những tiêu chuẩn chất lượng chấp
nhận được. Bài này trình bày một số vấn đề liên quan đến tiếng vọng trong liên lạc và
giải pháp loại bỏ nó bao gồm các nội dung dưới đây :
1. Các loại tiếng vọng và nguyên nhân
2. Quá trình khắc phục tiếng vọng
3. Vấn đề tổng hợp trên các mạng tế bào số
4. Quá trình triệt tiếng vọng
5. Điều khiển tiếng vọng âm
6. Điều khiển tiếng vọng tổng hợp trong một mạng số không dây
7. Khả năng cải tiến trong thiết bị cầm tay
8. Tương lai của công nghệ triệt tiếng vọng
1. Các loại tiếng vọng

Hình 2 : Mạch lai ghép (hybrid circuit)

Tuy nhiên, mạch lai ghép cũng tồn tại những lỗ hổng cố hữu của thiết bị. Khi các tín hiệu
thoại đi từ phần 4 dây sang phần 2 dây của mạng, năng lượng ở mặt 4 dây được hồi tiếp
trở lại chính nó, tạo ra độ vọng của tiếng nói. Với điều kiện là tổng số chu kỳ trễ xảy ra
khoảng vài ms (trong vòng 28 ms), nó sẽ tạo ra cảm giác rằng cuộc gọi được tạo ra bằng
cách thêm vào các âm phụ, điều này giúp cải thiện đáng kể chất lượng cuộc gọi.
Trong trường hợp tổng thời gian trễ của mạng vượt quá 36 ms, những tác dụng
tích cực biến mất và xuất hiện tiếng vọng. Số lượng thực tế các tín hiệu hồi tiếp ngược
phụ thuộc vào trạng thái cân bằng của mạch lai trên đường 2 dây. Trong phần lớn các
trường hợp, số mạch lai nhỏ, tạo ra mức tín hiệu hồi tiếp ngược đáng kể. Giá trị này được
gọi là mức tiếng vọng suy hao ngược ERL (Echo Return Loss). ERL càng cao, thì tín
hiệu hồi tiếp ngược trở lại người nói càng nhỏ và ngược lại.

2. Nguyên nhân gây ra tiếng vọng
Ngoài tiếng vọng âm, nhiễu nền được tạo ra trên mạng khi điện thoại tương tự và
số hoạt động ở chế độ hands-free. Khi các âm trực tiếp và gián tiếp thu vào microphone,
tạp âm đa đường được tạo ra và phát ngược về người nói. Nhiễu nền xuất hiện khi ở trên
ôtô, hoặc ở nơi công cộng, đông người khi đi qua bộ mã hoá của mạng tế bào số gây ra
hiện tượng méo tiếng so với thoại có dây truyền thống.
Độ trễ của các bộ xử lý số và kỹ thuật nén thoại góp phần tạo ra tiếng vọng và làm
giảm chất lượng thoại trong mạng không dây. Trễ gặp phải khi tín hiệu được xử lý thông
qua rất nhiều chặng khác nhau trên mạng, gồm cáp đồng, cáp quang, các kết nối viba, các
gateway quốc tế và truyền dẫn qua vệ tinh. Điều này đặc biệt đúng với các mạng số công
nghệ tích hợp, ở đó cuộc gọi được xử lý qua nhiều hạ tầng mạng khác nhau.
Các hệ thống điều khiển tiếng vọng rất cần thiết trong tất cả các mạng tạo ra độ
trễ một chiều lớn hơn 16 ms. Trong các mạng không dây ngày nay, đường thoại được xử
lý tại hai điểm trên mạng: bên trong thiết bị đầu cuối di động và tại giao diện vô tuyến RF
(Radio Frequency) của mạng. Khi các cuộc gọi được xử lý qua các bộ mã hoá/ giải mã
thoại (vocoder) trên mạng, tạo ra trễ xử lý tiếng nói trong khoảng từ 80 ms đến 100 ms

dịch vụ mạng.
Những năm 1990 đã chứng kiến sự phát triển bùng nổ của ngành công nghiệp
viễn thông không dây, mang đến một thị trường mới cho các thiết bị cầm tay tương tự và
số, một số lượng lớn các nhà cung cấp dịch vụ và các cơ sở hạ tầng mạng số mới như
TDMA, CDMA và GSM ra đời. Theo Hiệp hội công nghiệp các ngành viễn thông tế bào
(CTIA: Cellular Telecommunications Industry Association), thị trường các thuê bao
không dây phát triển trung bình 40%/năm. Khi điện thoại không dây được đưa vào ứng
dụng rộng rãi, và sự cạnh tranh cũng tăng lên với các nhà cung cấp dịch vụ không dây
tham gia vào thị trường, thì việc truyền dẫn thoại chất lượng cao và dịch vụ khách hàng
ngày nay đã trở thành nhân tố chính để khách hàng đánh giá chất lượng của một nhà cung
cấp. Hiểu biết và khắc phục được vấn đề cố hữu của tiếng vọng trong các mạng tế bào số
sẽ giúp cho các nhà khai thác cung cấp cho khách hàng hiệu quả và chất lượng thoại của
mạng lưới theo yêu cầu.
4. Các loại tiếng vọng
a. Tiếng vọng âm
Tiếng vọng âm được tạo ra trong các thiết bị cầm tay tương tự và số, với độ vọng
phụ thuộc vào loại và chất lượng của thiết bị được sử dụng. Loại tiếng vọng này hình
thành ở đoạn nối giữa mocrophone và loa trong bộ phận cầm tay. Nguyên nhân sâu xa
của sự suy giảm chất lượng thoại là do các thiết bị mã hoá/ giải mã (vocoder) xử lý phần
thoại bên trong máy cầm tay và trong mạng không dây. Kết quả là tín hiệu vọng ngược về
có các thuộc tính biến đổi phức tạp. Khi kết hợp với tính chất trễ cố hữu của truyền dẫn
số, chất lượng thoại giảm đi rất nhiều so với các cuộc gọi của mạng có dây.
Tiếng vọng âm được kể đến đầu tiên là trong các phòng thu âm và cũng có thể
xảy ra khi thuê bao đang di chuyển, như đang lái xe chẳng hạn (xem hình vẽ 1). Trong
trường hợp này, người nghe sẽ nghe được âm thanh từ một cái loa, như mong muốn. Tuy
nhiên, âm thanh tương tự này cũng được phát ra từ microphone, cả hướng trực tiếp và
gián tiếp sau khi phản xạ vào trần, các cửa sổ và các ghế ngồi của xe. Kết quả của sự
phản xạ này đã tạo ra tiếng vọng đa đường và sự đa âm của tiếng vọng mà nếu không
được loại bỏ sẽ được truyền ngược trở lại phía người nói và người nói sẽ nghe thấy tiếng
vọng. Việc sử dụng nhiều tai nghe điện thoại cũng làm tăng tiếng vọng âm.

nghệ tích hợp, ở đó cuộc gọi được xử lý qua nhiều hạ tầng mạng khác nhau.
Các hệ thống điều khiển tiếng vọng rất cần thiết trong tất cả các mạng tạo ra độ
trễ một chiều lớn hơn 16 ms. Trong các mạng không dây ngày nay, đường thoại được xử
lý tại hai điểm trên mạng: bên trong thiết bị đầu cuối di động và tại giao diện vô tuyến RF
(Radio Frequency) của mạng. Khi các cuộc gọi được xử lý qua các bộ mã hoá/ giải mã
thoại (vocoder) trên mạng, tạo ra trễ xử lý tiếng nói trong khoảng từ 80 ms đến 100 ms
gây nên tổng thời gian trễ không thể chấp nhận được từ 160 ms đến 200 ms. Do đó, các
thiết bị triệt tiếng vọng cần phải có trên mạng không dây để loại bỏ tiếng vọng lai và
vọng âm trong các cuộc gọi.
6. Vấn đề tổng hợp trên các mạng tế bào số
Để giải quyết tiếng vọng lai tạo ra do việc trễ khi xử lý mã hoá/ giải mã thoại, bắt
buộc phải cài đặt các bộ triệt tiếng vọng ngay cả đối với các cuộc gọi trong nội bộ mạng.
Kết quả là, tất cả các cuộc gọi tới mạng PSTN phải đi qua một bộ triệt tiếng vọng như thể
hiện trên hình vẽ 3.

Hình 3: Yêu cầu bộ triệt tiếng vọng giữa mạng PSTN và mạng tế bào số
Ví dụ, xem xét một cuộc gọi từ mạng di động tế bào số sang mạng PSTN mà
không có bộ triệt vọng. Thuê bao có thể nghe thấy tiếng của chính mình bị vọng lại sau
180 ms hoặc chậm hơn ngay cả khi người được gọi ở cùng vị trí với người gọi.
7. Quá trình triệt tiếng vọng
Trong mạng điện thoại hiện đại, thông thường các bộ triệt tiếng vọng được đặt
trong các mạch số (như Hình 4).

Hình 4: Bộ triệt tiếng vọng nằm trong mạng không dây số
Quá trình xử lý triệt tiếng vọng gồm hai bước. Đầu tiên, khi thiết lập cuộc gọi, bộ
triệt vọng sử dụng một bộ lọc số thích nghi để lấy mẫu hoặc các đặc tính của tín hiệu
thoại và tiếng vọng chạy qua bộ triệt vọng. Khi một đường thoại chạy ngược lại hệ thống
triệt vọng, nó sẽ so sánh tín hiệu và mẫu để loại bỏ tiếng vọng động đang có. Quá trình
này loại bỏ hơn 80% đến 90% tiếng vọng qua mạng. Quá trình thứ hai sử dụng một bộ xử
lý phi tuyến NLP (Non-linear processor) để loại bỏ nốt phần tiếng vọng còn lại do tín

Một thông số qua trọng khác là độ tăng suy hao ngược của tiếng vọng âm
(AERLE: Acoustic echo return loss enhancement). Giá trị này là tổng số suy hao được sử
dụng cho tín hiệu vọng trong quá trình xử lý của bộ triệt vọng, nghĩa là nếu không tính
suy hao, sẽ nghe thấy toàn bộ tiếng vọng. 65dB là giá trị yêu cầu nhỏ nhất có thể với bộ
xử lý phi tuyến, dựa trên mức nhiễu trắng điện đầu vào là -10dBm và giá trị suy hao
ngược tiếng vọng ERL là 6dB.
Hiệu quả của bộ triệt vọng của dựa nhiều vào khả năng của một thiết bị
gọi là bộ xử lý cắt trung tâm hoặc bộ xử lý phi tuyến. Bộ phận này rất cần thiết để thích
nghi và có tác động trực tiếp đến giá trị AERLE đạt được.
9. Điều khiển tiếng vọng tổng hợp trong một mạng số không dây
Mặc dù tiếng vọng âm hiện hữu trong tất cả các cuộc gọi di động, nhưng số lượng
và mức độ tiếng vọng phụ thuộc nhiều vào thiết kế của các máy cầm tay và chủng loại
máy mà thuê bao đang sử dụng. Trên thị trường có rất ít các thiết bị đầu cuối rất tốt hạn
chế được tiếng vọng hiện tại, tuy nhiên do áp lực rất lớn về giá cả mà hầu hết các thiết bị
đầu cuối không hỗ trợ tốt việc triệt tiếng vọng, trên thực tế, một số điện thoại trên thị
trường được xác định có suy hao tổng hợp đầu cuối là 24dB. Tiếng vọng trở thành vấn đề
cố hữu trong mạng không dây số cùng với thời gian trễ (thông thường vượt quá 180 ms -
cả chiều đi và về). Sự kết hợp này làm cho chất lượng cuộc gọi không thể chấp nhận nổi
đối với khách hàng bên mạng cố định.

Hình 6: Triệt tiếng vọng trên hai hướng
Trên hình vẽ 6, cấu hình cân bằng này đảm bảo chất lượng thoại cao cho cả khách
hàng PSTN và khách hàng mạng di động. Thêm vào đó, cầu hình phần mềm của hệ thống
triệt vọng được thiết kế để hỗ trợ cho việc phân tích một cách chi tiết các nhiễu nền, và cả
tiếng vọng âm từ thiết bị đầu cuối của người dùng. Một vài bộ triệt vọng kết hợp chặt chẽ
với độ trễ mạng, giúp cho các nhà khai thác mạng điều chỉnh tốt tiếng vọng phù hợp với
các thông số thông qua menu tuỳ chọn trên bộ triệt tiếng vọng hoặc trên hệ thống quản lý
mạng NMS (Network management system).
10. Khả năng cải tiến trong thiết bị cầm tay
Ứng dụng hiệu quả triệt tiếng vọng là một cách để cải thiện chất lượng các cuộc


Các mạng tế bào số mới đã ảnh hưởng rất nhiều đến hoạt động của các bộ triệt tiếng
vọng. Thay cho các phương pháp triệt tiếng vọng đơn giản trước đây, các bộ triệt
tiếng vọng ngày nay đã trở thành những thiết bị tinh vi nằm ở vị trí trung tâm của các
mạng có độ phức tạp lớn. Các nhà khai thác và cung cấp dịch vụ ứng dụng công nghệ
triệt tiếng vọng vào mạng của mình sẽ nắm được chìa khoá để cải thiện chất lượng
mạng, tác động trực tiếp đến khả năng của họ để nâng cao hiệu năng mạng, duy trì
các khách hàng trung thành, tăng thời gian đàm thoại hiệu quả và giảm sự phàn nàn
của khách hàng.

Tài liệu tham khảo
- IEC Tutorials
- Digital Technology – Intelsat 2002
- Ericsson Reviews
Thạc sĩ Đinh Hoàng Điệp
EVN Telecommunications