Hogyan lesz a beszédből jel?

A rádió-interfészen esetlegesen fellépő problémák elkerülése érdekében a GSM rendszerekben a beszéd többszörös jelfeldolgozáson megy át az átvitel közben.

A hang át- és visszaalakításának folyamatábrája.

Az első lépés a beszédkódolás (speech coding), melynél az analóg beszédjelet szegmentálják (darabolják) és a 20 milliszekundumos (0,02 másodperc) szegmenseket 13 kbit/másodperces digitális információfolyammá alakítják, egy szegmenset 260 biten kódolnak.Mivel a rádiófrekvenciás spektrum elég korlátozott, speciális beszédkódolási algoritmust használnak, melynek neve LCP-LTP-RPE.

A második lépés a csatornakódolás (channel coding), melynek során az eredeti információhoz (tehát a digitalizált hanghoz) redundáns biteket adnak abból a célból, hogy a jeltovábbítás közbne keletkezett hibák megtalálhatók és korrigálhatók legyenek.

A harmadik lépés egy kicsit bonyolult dolog, a neve interleaving. Ezzel a rádiócsatornák által okozott hibákat tudják kiküszöbölni oly módon, hogy a bitfolyamot (tehát a digitalizált beszédet) blokkokra bontják, majd a blokkok sorrendjét egy előre meghatározott szabályrendszer szerint felcserélik. Így a rádiócsatornában egymás mellett fellépő bithibák az interleaving visszaállítása után nagyjából egyenletesen fognak eloszlani a bitfolyamban, ezzel lehetőséget adva a jobb hibadetektálásra és javításra.

A negyedik és az ötödik lépés sorrendje változhat. Az egyik az ún. burstformázás, ahol a biteket burst-ökbe csoportosítják - akármit is jelentsen ez, a részletekbe most nem megyünk bele. A másik lépés a titkosítás (ciphering), mely a felhasználói adatokat hivatott védeni a rádió-interfészen. Ez úgy módosítja a bitfolyamot, hogy kizáró "vagy" műveletet hajt végre a normál burst információs bitjei és egy véletlen bitsorozat között, amit a TDMA-keretszámból és a Kc-ból származtatnak.

Az utolsó lépés a moduláció, mely az átalakított, titkosított bitfolyamot nagyfrekvenciás rádióhullám fázistolásává alakítja át. A GSM-ben ez az eljárás az ún. Gaussian Minimum Shift Keying (GMSK), melyben a fáziseltolást "simítják" a szükséges sávszélesség csökkentése érdekében. Ennek káros hatása a szimbólumközi interferencia: az egyes adatbitek a bitidőnél hosszabb ideig hatnak a kimenő jelre.

A modulált jelet ezt követően rádióhullámok formájában kisugározzák, majd a vevő oldalon a műveleteket újra végrehajtják, fordított sorrendben, így lesz belőle ismét beszéd.

A cikk még nem ért véget, kérlek, lapozz!