Adaptive Multi-Rate Wideband speech codec deployment in 3G core network
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology |
Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Authors
Date
2006
Department
Major/Subject
Tietoliikennetekniikka
Mcode
S-72
Degree programme
Language
en
Pages
100
Series
Abstract
Puheen koodaus on matkapuhelinjärjestelmien olennainen osa, jonka tarkoituksena on pienentää puhesignaalin bittinopeutta, mutta samalla pitää puheen laatu mahdollisimman korkeana. Tällä hetkellä verkoissa käytettävät koodausmenetelmät käsittelevät signaaleja 300-3400 Hz alueella, mutta puheessa on myös tämän alueen ulkopuolella olevia taajuuksia. Adaptiivinen moninopeuksinen laajakaistainen puhekoodekki (AMR-WB) parantaa merkittävästi koodatun puheen laatua ja erityisesti sen luonnollisuutta. Tämän parannuksen mahdollistaa laajempi käsiteltävä taajuusalue 50-7000 Hz. Tämä työ on alustava kirjallisuustutkimus, joka käsittelee laajakaistaisen puhekoodekin käyttöönottoa 3G-matkapuhelinverkoissa. Tutkimusalue on rajattu runkoverkon puolelle. Työssä selvitettiin, miten olemassaolevien verkkoelementtien ominaisuuksia pitää muuttaa ennen kuin laajakaistainen koodekki voidaan ottaa käyttöön. Tutkimustemme mukaan liian korkeiden resurssien kulutusten välttämiseksi laajakaistaiset signaalit tulisi runkoverkossa siirtää vain koodatussa muodossa. Tämän ominaisuuden mahdollistavat tekniikat ovat operaatio ilman koodimuunnosta (TrFO) ja operaatio ilman peräkkäiskoodausta (TFO). TrFO:ssa koodatun puheen kehyksiä kuljetetaan ATM- ja IP-pohjaisten verkkojen yli sellaisinaan ja TFO:n idea on sulauttaa koodatut kehykset kapeakaistaisiin PCM-pohjaisiin signaaleihin korvaamalla jokaisesta näytteestä vähiten merkitsevät bitit. Pahimmassa tapauksessa TFO-kehykset korvaavat neljä bittiä, jolloin puhesignaalista tulee erittäin kohinaista, mikäli TFO-kehyksiä ei dekoodata. Tyypillisesti ennen kuin operaattori voi käynnistää kaupallisen puhelinverkon, sen täytyy tarjota myös ns. viranomaisvalvontapalvelu. 3GPP:n mukaan operaattorin tarjoama laatu seurantajärjestelmille pitäisi olla vähintään yhtä hyvä tai parempi kuin seurattavalle kohteelle tarjottu laatu. Tämä tarkoittaa sitä, että siepattua PCM-pohjaista signaalia, joka sisältää AMR-WB koodekin kehyksiä, ei saa ohjata viranomaisille sellaisenaan. Ongelman ratkaisu on passiivinen TFO-protokolla, jonka toteutus ja testaaminen oli tämän työn toissijainen tehtävä. Työn tulosten perusteella voidaan todeta passiivisen TFO-protokollan tarpeellisuus. Ilman sitä siepattujen puhenäytteiden signaali-kohinasuhde putoaa alle kymmenen desibelin lukemiin, jolloin puheen laatu on huono laskettujen MOS-arvojen perusteella. Tulokset on saatu laskemalla teoreettiset pohjakohinan tasot, tutkimalla TFO-kehyksiä sisältäviä puhenäytteitä ja käyttämällä ITU-T -standardointijärjestön WB-PESQ-laadunarviointimenetelmää. Saadut tulokset ovat tärkeitä operaattoreille ja etenkin virkavallan edustajille.Description
Supervisor
Häggman, Sven-GustavThesis advisor
Himanen, TeemuKeywords
AMR-WB codec, AMR-WB koodekki, 3G network, 3G verkko, TrFO, TrFO, TFO, TFO, lawful interception, viranomaisvalvonta, PESQ, PESQ