2.3.1.1. Передача речи с использованием метода amr

В речевом кодеке в UMTSбудет использоваться метод Адаптивной многоскоростной (AMR) передачи. Многоскоростной речевой кодер – это единый интегрированный речевой кодек с восемью исходными скоростями: 12‚2 (GSM-EFR); 10‚2; 7‚40 (IS-641); 6‚70 (PDS-EFR); 5‚90; 5‚15 и 4‚75 Кбит/с. Скорости передачи вAMRуправляются сетью радиодоступа и не зависят от речевой активности. Для облегчения совместимости с существующими сотовыми системами некоторые из режимов выбраны такими же, что и у существующих сотовых сетей. Речевой кодекAMRсо скоростью передачи 12‚2 Кбит/с соответствует кодекуEFRвGSM, со скоростью передачи 7‚4 Кбит/с соответствует речевому кодекуUS-TDMA, а со скоростью передачи 6‚7 Кбит/с – Японскому кодекуPDS.Речевой кодерAMRможет по команде производить переключение своей скорость передачи в каждом речевом фрейме [кадре] длительностью 20 мс. Для переключения режимаAMRвыбраны два способа: управление по каналам сети или с использованием выделенного канала.

Кодер AMRработает с речевыми фреймами длительностью 20 мс, что соответствует 160 выборкам при частоте 8000 выборок в секунду. Схема режимов многоскоростного кодирования представляет собой так называемый алгебраический метод кодирования и линейного предсказания (ACELP). Многоскоростной кодерACELPназываетсяMR-ACELP. За каждые 20 мс (160 речевых выборок) речевой сигнал анализируется для извлечения параметров моделиCELP(коэффициентов фильтра с линейным предсказанием, адаптивных и фиксированных индексов кодировочной книги и коэффициентов усиления). Биты с параметрами речи, переданные кодирующим устройством речи, перераспределяются в соответствии с их субъективной важностью перед тем, как они передаются по сети. Перераспределенные биты затем сортируются с учетом их восприимчивости к ошибкам и делятся на три класса по их важности:A,BиC. Класс А является наиболее уязвимым, и в воздушном интерфейсе используется самое мощное канальное кодирование для битов класса А.

Во время обычного телефонного разговора его участники говорят попеременно, так что в среднем каждое направление передачи занято около 50% времени. У AMRимеется три основных функции для эффективного использования прерывистой занятости:

•  Детектор речевой активности (VAD) на передающей стороне

•  Оценка фонового акустического шума на передающей стороне для того, чтобы передавать характеристические параметры приемной стороне

•  Передача комфортного шумового фона на приемную сторону, что достигается посредством фрейма Дескриптора тишины, который посылается через одинаковые промежутки времени

•  Генерация (воспроизведение) комфортного шума на приемной стороне в периоды, когда не принимаются нормальные речевые фреймы.

Система прерывистой передачи речи (DTX) имеет некоторые очевидные положительные стороны: в пользовательском терминале продлевается срок жизни батареи или же при заданной длительности работы может использоваться батарея с меньшей емкостью. Если смотреть с позиции сети, то уменьшается требующаяся скорость передачи битов, что ведет к снижению уровня помех, а, следовательно, к повышению пропускной способности.

Спецификация AMRтакже содержит механизмы скрадывания ошибок. Замена фрейма имеет целью скрыть (ослабить) влияние речевых фреймовAMR. Заглушение выходного сигнала при потере нескольких фреймов производится для того, чтобы показать нарушение канала пользователю и избежать возможного возникновения раздражающих звуков в результате процедуры замены фреймов [2] [3]. Речевой кодекAMRможет выдерживать вероятность появления ошибок фрейма (FER) для битов классаAдо 1% без ухудшения качества речи. Для битов классов B и C допускается более высокаяFER. Соответствующий коэффициент битовых ошибок (BER) для битов классаAбудет около 10^‾4.

Скорость передачи для речевого соединения AMRможет управляться с помощью сети радиодоступа в зависимости от нагрузки воздушного интерфейса и качества речевых соединений. При большой нагрузке, например, в периоды максимальной нагрузки, можно использовать более низкие скорости передачи битовAMRдля повышения пропускной способности за счет некоторого снижения качества речи. Кроме того, если подвижный объект вышел из зоны обслуживания сотовой ячейки и использует максимальную мощность передачи, то может использоваться меньшая скорость передачиAMRдля расширения зоны охвата сотовой ячейки. Зона уверенной работы в восходящем канале для речевого кодекаAMRрассматривается в разделе 11.2.1. При использовании речевого кодекаAMRвозможно достижение компромисса между пропускной способностью, зоной охвата и качеством речи в соответствии с требованиями оператора.