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Universal Radio Communication Tester R&S CMU200
Sprachcoder für Audiomessungen
bei CDMA2000
Das entscheidende Qualitätsmerkmal
eines Mobiltelefons sind seine akustischen
Eigenschaften. Für das Überprüfen
des Audiosignals mit einem
Funkmessplatz muss dieser mit einem
Sprachcoder ausgerüstet sein. Für die
Mobilfunkstandards cdmaOne und
CDMA2000 war aufgrund der hohen
Komplexität bislang kein Sprachcoder
in einem Messplatz verfügbar,
die Überprüfung des Audio teils von
CDMA-Mobiltelefonen erfolgte
meist im analogen Standard AMPS.
Mit dem neuen Sprachcoder ist der
R&S CMU200 der erste Mobilfunkmessplatz,
der Audiotests an CDMA-
Mobilfunkgeräten vornehmen kann.
Marktlücke geschlossen
Funkmessplätze für Mobiltelefone digitaler
Standards überprüfen in erster
Linie deren HF-Parameter, beispielsweise
die Waveform Quality (Rho-Faktor)
und den Frequenzfehler. Für die akustische
Qualität eines Handys aber ist
das Audiosignal entscheidend. Sie zu
verifizieren erfordert im Funkmessplatz
einen Sprachcoder, der die vom Mikrofon
im Handy aufgenommenen analogen
Signale in digitale Signale umwandelt,
die anschließend nach der Kanalcodierung
übertragen werden, sowie
einen Sprachdecoder, der die aus Empfangsrichtung
kommenden digitalen Signale
wieder in Audio signale umwandelt.
Während Sprachcoder für GSM
und TDMA (TIA/EIA-IS-136) bereits seit
längerer Zeit für Mobilfunktester auf
dem Markt verfügbar sind, war dies für
cdmaOne (TIA/EIA-95) und CDMA2000
(TIA/EIA-IS-2000) noch nicht der Fall.
Hier schließt der R&S CMU200 nun eine
wichtige Marktlücke.
Der R&S CMU200 unterstützt derzeit
den 8k Speech Coder (TIA/EIA/
IS-96-B) sowie den 8k Enhanced Speech
Coder (TIA/EIA/IS-127, Enhanced Variable
Rate Codec EVRC), also die Service-Optionen
1 und 3. Der 13k Speech
Coder (TIA/EIA /IS-733), d.h. die Service-
Option 17, wird in Kürze ebenfalls verfügbar
sein.
Weitere Informationen und Datenblatt unter
www.rohde-schwarz.com
(Suchbegriff CMU200)
LITERATUR
[*] Audio Analyzer R&S UPL – Messen der
akustischen Eigenschaften von Mobiltelefonen
der 3. Generation. Neues von
Rohde&Schwarz (2002) Nr. 173, S. 15–17.
Sprachcodierung: die Methoden
Menschliche Sprache lässt sich durch
ein sogenanntes Source-Filter-Modell
beschreiben, bei dem man davon ausgeht,
dass Sprache durch die Anregung
eines zeitvariablen Filters mit bestimmten
Signalen entsteht. Stimmhafte Laute
(Vokale) lassen sich durch einen periodischen
Impulszug, stimmlose Laute
(Konsonanten) durch Rauschen modellieren.
Das zeitvariable Filter enthält normalerweise
ein Formant-Synthese-Filter bzw.
LPC-(Linear Predictive Coding)Synthese-
Filter und ein Pitch-Synthese-Filter.
Bei der Sprachcodierung gibt es zwei
grundsätzliche Methoden, die „Analysis
and Synthesis“ (AaS) und die „Analysis
by Synthesis“ (AbS). Bei der AaS-
Methode sind Analyse und Synthese
voneinander getrennt. Der Encoder
extrahiert einen Parametersatz, der dem
Source-Filter Modell entspricht, und
überträgt ihn zum Decoder. Dieser rekonstruiert
aus den empfangenen Parametern
die Sprache.
Ein besserer Ansatz ist die AbS-Methode,
für die im Encoder ein lokaler Synthesizer
vorhanden ist. Mit einer Trial-and-Error-
Prozedur werden die optimalen Parameter
bestimmt. Diese Methode ergibt
auch bei niedrigen Datenraten eine gute
Sprachqualität. Eine Variante, die auf
dieser Methode basiert, ist der CELP-
Algorithmus (Code Excited Linear Predictive).
Eine Besonderheit des QCELP-Algorithmus
(Qualcomm CELP) ist, dass er die
Datenrate abhängig von Signalenergie,
Hintergrundrauschen und Sprachcharakteristik
dynamisch anpasst. Damit lässt
sich die durchschnittliche Datenrate signifikant
senken, ohne die Sprachqualität
zu beeinflussen.
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Neues von Rohde&Schwarz Heft 176 (2002/IV)