SB-ADPCM - Sub-Band ADPCM sistemas de telecomunicações

SISCOM II

Trabalho de pesquisa sobre qualidade de Broadcast na utilização da tecnologia

SB-ADPCM – Sub-Band ADPCM

Sistemas de telecomunicações

Qualidade de Broadcast na utilização da tecnologia SB-ADPCM – Sub-Band ADPCM

Com a disponibilidade de televisão de alta definição (HDT), disco de vídeo digital de alta definição (HD DVD), e canais de rádio de alta definição, os consumidores comuns de mídia de áudio e visual estão exigindo melhor qualidade de todas as formas de mídia.

A demanda de alta qualidade de áudio já é aparente no espaço de mercado das empresas e acabará por chegar as operadoras de serviços de telefonia pública, mas essa mudança não ira acontecer da noite para o dia. (A codificação da fala para a rede telefónica pública comutada (PSTN) não mudou em 50 anos).

Muitos fabricantes estão implementando codecs de banda larga para melhorar a qualidade de voz realizadas através de redes IP. Codecs de banda larga fornecem mais clareza, comunicações de voz mais realistas e melhoram sensivelmente a inteligibilidade por causa dos dados de voz adicionais incluídos no fluxo de áudio. Eles também dobram o alcance do sinal de voz usando a mesma largura de banda, como codecs de banda estreita.

A gama de frequência da voz humana pode produzir faixas de 30 a 18.000 Hz. Embora as frequências mais baixas são o lugar onde a maioria da energia da fala e riqueza da voz está concentrada, grande parte da inteligibilidade da fala humana ocorre nas freqüências mais altas. Quando os engenheiros originalmente conceberam comunicações telefónicas, eles determinaram que um ouvinte não precisa ouvir todas as freqüências que compõem a voz humana para determinar as palavras ditas, porque a maior parte da energia necessária para a fala inteligível está contido numa banda de frequências entre 0 e 4000 Hz, esta gama foi definido como o canal de voz (Figura 1).

Figura 1 - Range de frequência do canal de voz

Como as comunicações telefónicas são realizadas através de circuitos analógicos, a introdução de ruído é um problema. Quanto mais um sinal de voz tem de viajar, o mais provável que o sinal vai ter "ruído" introduzido. Para eliminar o ruído do sinal de voz, por conseguinte, o sinal é enviado através de um filtro passa-banda para retirar qualquer frequência inferior a 300 Hz e acima de 3400 Hz. O filtro passa-banda permite que os transportadores de voz reduzam o ruído em uma conversação, porque qualquer sinal fora do canal de voz é descartado.

A análise do espectro de frequências de fala humana mostra que a maior parte do conteúdo do diferenciador em certos sons é encontrada no range de 4 a 18 kHz. Certas consoantes soam quase idênticos quando a freqüência de maior alcance é removido. Por exemplo, muitos usuários de telefonia têm dificuldade em discriminar o som das letras "S e F" ou "P e T" ou "M e N", fazendo com que palavras como "saca ou faca" ou "mão e não" sejam mais propensas a erros de interpretação através de uma ligação telefônica. Removendo a maior freqüência do sinal remove as informações de que permite que os ouvintes para identificar claramente qual o som que está sendo falado.

Como o número de terminais de telefonia expandiu em meados do século 20, as operadoras de telefonia precisavam de uma maneira melhor para transportar a voz. Então, na década de 1960, as operadoras de telefonia começaram a mudança para um meio digital de voz. Mas precisavam de meios capazes de converter um sinal analógico contínuo em sinal digital discreto. O processo de digitalização de voz requer a amostragem dos dados, a intervalos regulares, e depois a quantização do sinal na forma digital. A norma usada para digitalizar a voz foi chamada de modulação por código de pulsos (PCM), o qual converte o nível de sinal no momento da amostragem e converte-o num valor digital para representar o sinal (veja a Figura 2).

Figura 2 - Modulação por código de pulsos

Para garantir a regeneração precisa do sinal (com base no teorema de Nyquist), um sinal de voz deve ser amostrado duas vezes o valor máximo frequencia. Porque a frequência máxima do canal de voz é limitada a 4000 Hz, baseado no teorema de Nyquist, a taxa de amostragem era definido para 8000 vezes/segundo. Matemática simples mostra que 8000 amostras/segundo x 8 bits/amostra = 64.000 bps ou 64 kbps. Ainda hoje, um fluxo de voz codificada em PCM de 64 kbps é a base para a "qualidade de pedágio" que todos os prestadores de serviços de voz são medidos.

G.722 (largura de banda e qualidade de voz):

À medida que o poder de processamento do processador (DSP) chips de sinal digital aumenta, a capacidade de dispositivos de voz para executar um algoritmo de compressão de voz avançada torna-se mais fácil e mais barato. Portanto, tem havido uma mudança no mundo da voz para proporcionar