Các thông số máy thu và máy phát quan trọng trong phần vô tuyến của UE được cho trong bảng dưới đây:
2.4.2/ Bộ mã hoá và giải mã đa tốc độ thích ứng AMR
Bộ mã ghoá và giải mã đa tốc độ và giải mã tiếng ở W-CDMA sử dụng kỹ thuật đa tốc độ thích ứng AMR (Adaptive Multi-Rate). Nó là một codec tích hợp với 8 nguồn tốc độ: 12.2 kbit/s (tương đương GSM-EFR); 10.2; 7.95; 7.40 (IS-641); 6.7 (PDC-EFR); 5.9; 5.15 và 4.75 kbit/s.
Tốc độ bit AMR được điều khiển bởi mạng truy nhập vô tuyến và không phụ thuộc vào bộ tích cực tiếng. Để có thể làm việc với các mạng thông tin di động hiện có, một số chế độ của codec giống như codec ở các mạng tổ ong hiện có. Codec tiếng AMR tốc độ 12.2 kbit/s tương đương với codec EFR 7.4 kbit/s tương đương với codec PDC của Nhật Bản. Có thể chuyển mạch với tốc độ bit của AMR codec theo khung tiếng 20ms bằng lệnh điều khiển. Để chuyển mạch chế độ AMR có hai khả năng: báo hiệu liền kênh hay riêng kênh.
Bộ mã hoá AMR hoạt động theo các khung tiếng 20 ms tương ứng với 160 mẫu ở tần số lấy mẫu 8000 mẫu/s. Sơ đồ mã hoá cho AMR được gọi là bộ mã hoá dự đoán tuyến tính kích thích theo mã đại số ACELP (Algebraic Code Excited Linear Prediction). Bộ mã hoá ALCELP đa tốc độ cũng được gọi là MR-ALCELP. 160 mẫu tín hiệu được phân tích để lấy các thông số cho mô hình CELP (các hệ số lọc LP, các chỉ số bảng mã thích ứng và cố định và các hệ số khếch đại). Các bit thông số do bộ lập mã cung cấp được tổ chức lại theo thứ tự ưu tiên trước khi chúng được phát đến mạng. Các bit sau khi đã tổ chức lại được phân loại trên cở sở độ nhạy cảm lỗi và được chia thành ba mức ưu tiên : A, B và C. Loại A là loại nhạy cảm nhất và mã hoá kênh mạnh hơn được sử dụng cho các bit A ở giao diện vô tuyến.
Trong quá trình hội thoại các bên tham giam sẽ luân phiên nhau sao cho tính trung bình ở mỗi phía chiếm 50% thời gian truyền dẫn. AMR có bốn chức năng cơ bản để sử dụng hiệu quả tích cực tiếng không liên tục:
• Đánh giá tạp âm nền ở phía phát để phát các thông số đặc trưng đến phía thu.
• Truyền dẫn thông tin tạp âm có thể chấp nhận được đến phía thu bằng một
khung miêu tả im lặng (SID = Silence Descritor), được phát định kì.
• Tạo tạp âm có thể chấp nhận được ở phía thu trong các khoảng thời gian được
khung tiếng.
Phát không liên tục (DTX = Discontinuous Transmission) cho phép tăng tuổi thọ của ac-quy và giảm nhiễu giao thoa vì thế tăng dung lượng truyền.
Tiêu chuẩn AMR cũng bao gồm che dấu lỗi. mục đích của thay thế khung là che giấu ảnh hưởng của các khung AMR bị mất. Mục đích của làm câm đầu ra là trong trường hợp mất một số khung là đeể chỉ ra sự cố của kênh cho người sử dụng và tránh tạo ra các âm khó chịu do thủ tục thay thế khung. Codec AMR có khả năng chịu đựng tỉ số lỗi khung 1% (FER = Frame Error Rate) của các bit loại A mà không giảm chất lượng tiếng. Tỷ số lỗi bit (BER = Bit Error Rate) của các bit loại A tương ứng sẽ vào khoảng 10^(-4).
Phụ thuộc vào tải của giao diện và chất lượng kết nối, mạng truy nhập có thể điểu chỉnh tốc độ bit của thoại AMR. Khi tải cao có thể hạ thấp tốc độ bit của AMR để đảm bảo dung lượng cao trong khi giảm nhe chất lượng tiếng. Ngoài ra khi MS chuyển động ra ngoài vùng phủ sóng và sử dụng công suất phát cực đại , có thể sử dụng tốc độ bit AMR thấp hơn để mở rộng vùng phủ. Bằng codec AMR có thể lựa chọn giữa dung lượng mạng, vùng phủ sóng và chất lượng tiếng tuỳ theo yêu cầu của nhà khai thác. Các codec tiếng AMR bao gồm một tập các chế độ của các codec tiếng cho phép khai thác toàn tốc và bán tốc với khả năng chuyển mạch giữa các chế độ khác nhau phụ thuộc vào các điều kiện lỗi do truyền sóng. Mỗi chế độ codec đảm bảo một mức bảo vệ chống lỗi khác nhau thông qua việc phân bổ tốc dộ bit khả dụng riêng (22.8 kbit/s ở toàn tốc và 11.4 kbit/s ở bán tốc) giữa mã hoá nguồn và mã hoá kênh.
Tốc độ bit thực tế được sử dụng cho từng khung tiếng phụ thuộc vào điều kiện kênh vô tuyến hiện hữu. Thuật toán thích ứng codec sẽ lựa chọn tốc độ tiếng tối ưu (hay chế độ codec ) trên cơ sở chất lượng kênh. Chế độ codec an toàn được lựa chọn ở các điều kiện truyền sóng xấu. Chế độ codec đảm bảo chất lượng tốt nhất được lựa chọn ở điều kiện
truyền sóng tốt. Thích ứng codec dựa trên cơ sở đo chất lượng kênh được thực hiện tại MS và mạng và trên cơ sở thông tin về băng tần được phát trên giao diện vô tuyến cùng với số liệu tiếng.
Hình 2.6 cho thấy các dòng thông tin giữa các giao diện quan trọng :
Hình 2. Lưu đồ thông tin giữa các giao diện
• CHE = Channel Encoder : Bộ lập mã kênh
• SPE = Speech Encoder : Bộ lập mã tiếng
• CHD = Channel Decoder : Bộ giải mã kênh
• SPD = Speech Decoder : Bộ giải mã tiếng
(1) : số liệu tiếng đường lên
(2) :chế độ codec đề nghị(cho đường xuống)
Giữa (1) và (2) là chỉ thị chế độ codec(cho đường lên). (3) : Lệnh chế độ codec (cho đường lên)
(4) Số liệu tiếng đường xuống
Ở cả hai hướng, các khung số liệu tiếng liên quan đến chỉ thị chế độ codec được phía thu sử dụng để chọn kênh và các bộ giải mã nguồn. Ở mạng chỉ thị chế độ codec phải được gửi đến các khối chuyển đổi mã để chọn giải mã nguồn.
Để thích ứng chế độ codec đường lên mạng phải đánh giá chất lượng kênh, nhận dạng codec tốt nhất cho điều kiện truyền sóng hiện thời và phát thông tin đến MS trên giao diện vô tuyến.
Để thích ứng codec đường xuống, MS phải đánh giá chất lượng kênh đường xuống và phát thông tin chất lượng đến mạng, ở mạng thông tin này có thể được đặt vào chế độ codec. Về mặt lý thuyết, chế độ codec có thể thay đổi theo khung. Trong thực tế, do trễ truyền lan và lọc ở các chức năng thích ứng tốc độ, chế độ codec phải được thích ứng ở tốc độ thấp hơn.
Mỗi đường có thể sử dụng tốc độ codec khác nhau, nhưng bắt buộc đối với cả hai đường phải sử dụng chế độ kênh như nhau (hoặc toàn tốc hoặc bán tốc).
Chế độ kênh được chọn bởi quản lí tài nguyên vô tuyến (RRM: Radio Resource Management) trong mạng. Quá trình ngày được thực hiện khi thiết lập cuộc gọi hoặc sau khi chuyển giao. Sau đó có thể thay đổi kiểu kênh trong quá trình gọi phụ thuộc vào điều kiện kênh.
Các đặc trưng cơ bản của giải pháp AMR được chọn là:
• 8 chế độ codec ở chế độ toàn tốc bao gồm cà: GSM EFR (Enhanced Full Rate:
toàn tốc nâng cao) và IS-136 EFR.
• 6 chế độ codec ở chế độ bán tốc (cũng có thể hỗ trợ ở toàn tốc) gồm cả IS-136
EFR.
• Có thể hoạt động ở một tập bốn chế độ codec được lựa chọn khi thiết lập cuộc
gọi hoặc chuyển giao.
• Các chỉ thị chế độ codec được ghép với lệnh chế độ codec đường lên và chế độ
codec đường xuống thường cứ hai khung một lần.
• Báo hiệu liền kênh trên cơ sở trường thông tin hai bit được phát cứ hai khối mã
một lần ở giao diện vô tuyến.
Kênh Tốc độ bit codec nguồn, kbit/s TCH/FS/AMR (TCH/AFS) 12.2(GSM/EFR) 10.2 7.95 7.40(IS 136 EFR) 6.70 5.90 5.15 4.75 TCH/HS/AMR (TCH/AHS) 7.95 7.40(IS 135 EFR) 6.70 5.90 5.15 4.75 Bảng 2.2 Tập các chế độ codec 2.4.3/ Codec đa tốc độ thích ứng băng rộng AMR WB22
Bộ mã hoá tiếng đa tốc độ băng rộng AMR-Wb (Adaptive Multi-Rate Wide Band) gồm bộ mã hoá tiếng đa tốc độ, sơ đồ tốc độ được điều khiển theo nguồn gồm cả bộ phát hiện tích cực tiếng và hệ thống tạo tạp âm có thể chấp nhận được, cơ chế che giấu lỗi để chống lại ảnh hưởng của các lỗi truyền dẫn các gói bị mất.
Bộ mã hoá tiếng đa tốc độ là một bộ codec tiếng tích hợp đơn với 9 tốc độ nguồn từ 6.60 kbit/s đến 23.85 kbit/s và chế độ mã hoá tạp âm nền tốc độ thấp. Bộ mã hoá tiếng có khả năng chuyển mạch tốc độ bit của mình theo lệnh ở từng khung tiếng 20 ms.
Các chức năng chuyển đổi mã của codec tiếng băng rộng đa tốc độ
Bộ mã hoá tiếng nhận đầu vào tín hiệu điều chế PCM 16 bit đồng đều từ phần âm thanh của UE hay từ phía mạng hay từ mạng điện thoại chuyển mạch công
cộng (PSTN) bằng cách biến đổi 13 bit luật A thành PCM 16 bit đồng đều. Lấy mẫu nhân hệ số hai được thực hiện giữa các tín hiệu băng hẹp và băng rộng. Tín hiệu ở đầu ra của bộ mã hoá tiếng được lập gói và được truyền đến giao diện mạng. Ở hướng thu các thao tác xảy ra ngược lại.
Chi tiết về quá trình sắp xếp các khối vào 320 mẫu tiếng ở khuôn dạng PCM 16 bit đồng đều vào các khối mã hoá ( trong các khối này số bit phụ thuộc vào chế độ codec hiện tại được sử dụng ) và từ các khối này đến các khối ra của 320 mẫu tiếng đã được cấu trúc lại. Sơ đồ mã hoá là sơ đồ dự báo tuyến tính được kích thích theo mã đại số đa tốc độ ACELP.
Một UE có khả năng codec tiếng AMR-WB sẽ hỗ trợ các tốc độ bit liệt kê ở bảng 2.3.
Chế độ codec Tốc độ bit codec nguồn
AMR-WB_23.85 23.85 Kbit/s AMR-WB_23.05 23.05 Kbit/s AMR-WB_19.85 19.85 Kbit/s AMR-WB_18.25 18.25 Kbit/s AMR-WB_15.85 15.85 Kbit/s AMR-WB_14.25 14.25 Kbit/s AMR-WB_12.65 12.65 Kbit/s AMR-WB_8.85 8.85 Kbit/s AMR-WB_6.60 6.60 Kbit/s AMR-WB_SID 1.75 Kbit/s
Bảng 2.3 Các tốc độ bit codec nguồn cho AMR-WB codec