Capitolo 2 Codifica del segnale vocale - InfoCom

2.4. TRASMISSIONE DEL SEGNALE VOCALE SU CANALI AFFETTI DA ERRORI 17
2.4 Trasmissione del segnale vocale su canali affetti da errori
Nelle precedenti sezioni sono state esaminati i principi di codifica del segnale vocale e i principali standard2.11 ad essi
relativi. Su canali di comunicazione affetti da errori, l’informazione trasmessa deve essere opportunamente protetta.
Da un punto di vista teorico, la codifica di sorgente e di canale ottima potrebbero essere derivate separatamente.
Tuttavia le tecnica di codifica di sorgente e di canale in uso sono ben lungi dal massimo teorico e traggono beneficio
dall’essere progettate congiuntamente.
Per ció che riguarda le codifiche come la PCM e la ADPCM, che mirano a riprodurre la forma d’onda del segnale
nel tempo, l’informazione compressa da trasmettere non é a priori differenziabile in termini di una maggiore o minore
importanza ai fini della qualitá percettiva del segnale ricostruito. Pertanto la codifica di canale é operata in modo
indifferenziato sui dati di sorgente, secondo modalitá che dipendono dal mezzo trasmissivo.
Per ció che riguarda invece la codifica dei dati compressi mediante codifica basata su modelli, i parametri codificati
rivestono importanza differente ai fini della riproduzione del segnale. I parametri piú sensibili sono quelli relativi ai
coefficienti del filtro LPC, che determinano la posizione dei picchi in frequenza del segnale ricostruito.
Il sistema GSM distingue, nell’ambito dei 260 bit relativi ad una trama, fra 182 bit che necessitano di protezione
e 78 bit che non necessitano di protezione. Inoltre, nel sottoinsieme dei bit da proteggere sono individuati i 50
bit piú importanti. Pertanto, a questi ultimi é preliminarmente applicata una codifica a blocco mediante l’aggiunta
di 3 bit di paritá 2.12 . Tutti i bit della prima classe vengono poi codificati mediante un codice convoluzionale di
rapporto di codice Rc =1/2. Essi vengono poi trasmessi insieme ai bit della seconda classe, per un totale di
(50+3+132+4)× 2 + 78 = 456 bit, corrispondenti ad un bit-rate dopo codifica di canale pari a 456/20ms =
22.8Kb/s. In trasmissione é effettuato un interleaving su 8 Normal Burst GSM, a loro volta inseriti in 8 trame, in
un assegnato time slot; nei primi quattro Time Slot, i dati sono multiplati insieme ai dati della trama precedente;
nei rimanenti quattro Time Slot, i dati sono multiplati insieme ai dati della trama successiva2.13 . Complessivamente,
l’interleaving si estende su un intervallo temporale di 4ms × 8 = 32ms. Osserviamo l’effetto di un errore di
trasmissione. Esso é con elevata probabilitá rivelato se compare fra i bit piú significativi; puó o meno essere rivelato
se compare fra i bit meno significativi. In presenza di errori rivelati sui 50 bit piú importanti, la trama ricevuta
é scartata, e possono essere messe in atto strategie di mascheramento basate su tecniche predittive. In ogni caso,
essendo noto e prefissato il numero di bit della trama vocale, la decodifica puó riprendere dalla trama immediatamente
successiva a quella errata.
Nella trasmissione sul sistema UMTS, si osserva la differenza sostanziale che lo strato di Radio Resource Management
puó pienamente fruire della flessibilitá di adattamento del bit-rate trasmissivo della sorgente, grazie alla
possibilitá di allocare codici CDMA di differente Spreading Factor. Per altro, questo consente di sfruttare tecniche
di Voice Activity Detection e di codifica di parametri di Confort Noise in modo piú sistematico ed efficiente di
quanto possibile nel caso GSM. Tutti i bit della trama vocale sono trasmessi utilizzando un codice convoluzionale
con rapporto di codice variabile fra 1/2 e 1/5, come rappresentato in Tab.2.2; un certo numero di bit, variabile in
2.11I sistemi GSM e UMTS colloquiano fra di loro e con la rete GSTN mediante opportune operazioni di Transcoding, realizzate rispettivamente
dalla TRAnscoding Unit nella GERAN e dal Media Gateway nella UMTS Core Network. La TRAU supporta la transcodifica fra il Full Rate a
13 Kb/s e Half Rate a 5.6 Kb/s, basato su tecnica CELP, Enhanced Full Rate a 12.2 Kb/s, AMR NB e PCM. Il Media Gateway supporta tutte le
modalitá di transcoding del TRAU piú quelle fra IP, ATM, PCM.
2.12Ai rimanenti 132 bit della prima classe sono applicati 4 tail bit al fine di chiudere il successivo codificatore convoluzionale su uno stato noto.
2.13Ciascun Normal Burst convoglia 456/8=57 bit codificati relativi alla trama attuale, che occupano alternativamente i bit pari e i bit dispari dei
Normal Burst appartenenti a TS successivi; i rimanenti 57 bit, costituiti rispettivamente dai bit dispari e dai bit pari, sono occupati dai bit delle
trame temporalmente adiacenti.