Aufgabe 3.5: GSM–Vollraten–Sprachcodec
Dieser $1991$ für das GSM–System standardisierte Codec – dieses Kunstwort steht für eine gemeinsame Realisierung von Coder und Decoder – mit der englischen Bezeichnung $\color{red}{\rm „GSM \ Fullrate \ Vocoder”}$ kombiniert drei verschiedene Methoden der Sprachsignalkompression:
- Linear Predictive Coding (LPC),
- Long Term Prediction (LTP) und
- Regular Pulse Excitation (RPE).
Die in der Grafik angegebenen Zahlen geben die Anzahl der Bits an, die von den drei Einheiten dieses Sprachcodecs pro Rahmen ($20 \ \rm ms$ Dauer) generiert werden. Anzumerken ist dabei, dass LTP und RPE nicht rahmenweise, sondern mit Unterblöcken von $5$ Millisekunden arbeiten. Dies hat jedoch keinen Einfluss auf die Lösung der Aufgabe.
Das Eingangssignal in obiger Grafik ist das digitalisierte Sprachsignal $s_{\rm R}(n)$. Dieses entsteht aus dem analogen Sprachsignal $s(t)$ durch
- eine geeignete Begrenzung auf die Bandbreite $B$,
- Abtastung mit der Abtastrate $f_{\rm A} = 8 \ \rm kHz$,
- Quantisierung mit $13 \ \rm Bit$ und
- anschließender Segmentierung in Blöcke zu je $20 \ \rm ms$.
Auf die weiteren Aufgaben der Vorverarbeitung soll hier nicht näher eingegangen werden.
Hinweis:
Diese Aufgabe gehört zum Themengebiet Sprachcodierung.
Fragebogen
Musterlösung
