Come elaborare il segnale vocale nel GSM
Il canale radio è molto diverso dal canale via cavo. Innanzitutto, il canale radio ha una caratteristica distinta di cambiamento dell’ora. Il canale radio è esposto all’aria, quindi è vulnerabile alle interferenze presenti nell’aria. Il segnale è influenzato da varie interferenze, multi-path fading e shadow fading, quindi il rapporto bit di errore è piuttosto elevato.
Per risolvere i problemi sopra menzionati, vengono applicate una serie di tecniche di trasmissione in avanti e all’indietro (uplink e downlink). I dati originali dell’abbonato o i dati di segnalazione vengono trasformati prima di essere trasportati dalle onde radio. E all’altra estremità della trasmissione verrà effettuata una trasformazione inversa.
Ciò può fornire la protezione necessaria al segnale di trasmissione. I metodi di trasformazione includono grosso modo la codifica/decodifica del canale, l’interleaving/de-interleaving, la formattazione burst, la crittografia/decrittografia e la modulazione/demodulazione.
Per la voce, passare attraverso un convertitore analogico-digitale è in realtà un processo di campionamento alla frequenza di 8 KHz, dopo la quantificazione ogni 125μs contiene 13 bit di flusso di codice; quindi viene eseguita la codifica del parlato ogni 20 ms come segmento e la velocità di trasmissione del codice viene ridotta a 13 Kbit/s, che diventa 22,8 Kbit/s dopo la codifica del canale; quindi la voce diventa un flusso di codice a 33,8 kbit/s dopo l’interlacciamento del codice, la crittografia e la formattazione burst e viene infine trasmessa. L’elaborazione presso il terminale è esattamente l’inverso delle procedure sopra descritte.
Elaborazione del segnale vocale nel GSM – Riepilogo
L’elaborazione del segnale vocale nel GSM è un aspetto fondamentale della tecnologia di comunicazione mobile. Si inizia con la conversione dei segnali vocali analogici in formato digitale tramite la conversione analogico-digitale (ADC), utilizzando una tecnica PCM standard a 13 bit per garantire una rappresentazione di alta qualità. Il passo successivo prevede la codifica del parlato, che comprime il segnale vocale digitale utilizzando l’algoritmo RPE-LTP (Regular Pulse Excitation – Long-Term Prediction). Questa compressione preserva in modo efficiente la larghezza di banda e le risorse di rete.
La codifica di canale, in particolare la codifica convoluzionale, viene utilizzata per rendere il segnale vocale digitale più resistente agli errori di trasmissione, garantendo una comunicazione priva di errori. Successivamente, la modulazione, utilizzando il Gaussian Minimum Shift Keying (GMSK), converte il segnale digitale in onde radio per la trasmissione, ottimizzando l’efficienza spettrale e riducendo al minimo le interferenze.
All’estremità ricevente, il segnale viene demodulato, decodificato il canale e decodificato il parlato per ricostruire il segnale vocale originale. Questo sistema completo di elaborazione del segnale vocale garantisce la chiarezza e l’affidabilità delle chiamate vocali in GSM, rendendolo una pietra angolare della comunicazione mobile in tutto il mondo.