Hoe spraaksignaalverwerking in GSM
Het radiokanaal verschilt nogal van het bekabelde kanaal. Ten eerste heeft het radiokanaal een duidelijke tijdsveranderingskarakteristiek. Het radiokanaal wordt blootgesteld aan de lucht en is dus kwetsbaar voor interferenties in de lucht. Het signaal wordt beïnvloed door verschillende interferenties, multi-path fading en schaduwfading, waardoor de foutbitverhouding vrij hoog is.
Om de hierboven genoemde problemen op te lossen, wordt een reeks voorwaartse en achterwaartse (uplink en downlink) transmissietechnieken toegepast. De oorspronkelijke abonneegegevens of signaleringsgegevens worden getransformeerd voordat ze door de radiogolven worden overgedragen. En aan het andere uiteinde van de transmissie zal een omgekeerde transformatie plaatsvinden.
Dit kan de noodzakelijke bescherming van het zendsignaal bieden. De transformatiemethoden omvatten grofweg kanaalcodering/decodering, interleaving/de-interleaving, burst-formattering, encryptie/decryptie en modulatie/demodulatie.
Voor de stem is het doorgeven van een analoog-naar-digitaal-omzetter feitelijk een bemonsteringsproces met een snelheid van 8 kHz, waarbij na kwantificering elke 125 μs 13 bit codestroom bevat; vervolgens wordt spraakcodering uitgevoerd met elke 20 ms als segment en wordt de codetransmissiesnelheid teruggebracht tot 13 Kbit/s, wat na de kanaalcodering 22,8 Kbit/s wordt; vervolgens wordt de stem een codestroom met een snelheid van 33,8 kbit/s na code-interleaving, codering en burst-formattering en wordt deze uiteindelijk verzonden. De verwerking op de terminal is precies het omgekeerde van de bovenstaande procedures.
Spraaksignaalverwerking in GSM – Samenvatting
Spraaksignaalverwerking in GSM is een fundamenteel aspect van mobiele communicatietechnologie. Het begint met de conversie van analoge spraaksignalen naar digitaal formaat via analoog-naar-digitaal conversie (ADC), waarbij gebruik wordt gemaakt van een standaard 13-bits PCM-techniek om weergave van hoge kwaliteit te garanderen. De volgende stap omvat spraakcodering, waarbij het digitale stemsignaal wordt gecomprimeerd met behulp van het Regular Pulse Excitation – Long-Term Prediction (RPE-LTP) algoritme. Deze compressie bespaart efficiënt bandbreedte en netwerkbronnen.
Kanaalcodering, met name Convolutional Coding, wordt gebruikt om het digitale spraaksignaal robuuster te maken tegen transmissiefouten, waardoor een foutloze communicatie wordt gegarandeerd. Daarna zet modulatie, met behulp van Gaussian Minimum Shift Keying (GMSK), het digitale signaal om in radiogolven voor verzending, waardoor de spectrale efficiëntie wordt geoptimaliseerd en interferentie wordt geminimaliseerd.
Aan de ontvangende kant wordt het signaal gedemoduleerd, het kanaal gedecodeerd en de spraak gedecodeerd om het originele stemsignaal te reconstrueren. Dit uitgebreide spraaksignaalverwerkingssysteem zorgt voor de duidelijkheid en betrouwbaarheid van spraakoproepen in GSM, waardoor het een hoeksteen is van mobiele communicatie wereldwijd.