Aufgabe 3.4Z: 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 GSM Fullrate Vocoder kombiniert drei Methoden zur Kompression von Sprachsignalen:
- Linear Predictive Coding (LPC),
- Long Term Prediction (LTP), und
- Regular Pulse Excitation (RPE).
Die in der Grafik angegebenen Zahlen geben die Bitzahl an, die von den drei Einheiten dieses FR–Sprachcodecs pro Rahmen von jeweils $20$ Millisekunden Dauer generiert werden.
Anzumerken ist dabei, dass LTP und RPE im Gegensatz zu LPC 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 $13 \ \rm Bit$,
- 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” im Gemeinsamkeiten von GSM und UMTS dieses Buches sowie zum Sprachcodierung des Buches „Beispiele von Nachrichtensystemen”.
Fragebogen
Musterlösung
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