1 Präsentation der Studienarbeit Wie funktioniert die Übertragung eines Sprachsignals beim Mobiltelefon? Referent: Michael Kunz Dauer: ca. 10 min Fach: Signalverarbeitung Datum: 23. Februar 2004

2 Verarbeitungsschritte der Sprachübertragung

3 1 Nachrichtenquellen und Nachrichtensenken Mikrofone wandeln die durch das Sprechen verursachten akustischen Schallwellen in analoge Signale um. Lautsprechern wandeln die elektrischen Signale in Schallwellen um. -> bilden somit die wichtigste Schnittstelle zwischen den Benützern und der elektrischen Übertragung.

4 2 Quellencodierung Adaptive Differenz-Puls-Code-Modulation (ADPCM) Digitalisierung: Durch die Reduktion von Redundanz wird eine Steigerung der Übertragungskapazität ermöglicht. Es wird nicht die ganzen Amplitudenwerte der abgetasteten Signalspannung, sondern nur die Differenz zu einem nach festen Regeln ermittelten „Vorhersagewert“ übermittelt.

5 3 Kanalcodierung (1) Bei der Kanalcodierung wird zum Schutz der zu übertragenden Nachricht gegen Übertragungsfehler wieder gezielt Redundanz hinzugefügt. Auf diese Weise können Fehler bei der Datenübertragung erkannt und korrigiert werden.

6 3.1 Blockcodierung und Faltungscodierung Blockcodierung: mittels einem zyklischen Code (CRC) werden nicht korrigierbare Fehler erkannt. Faltungscodierung: Im Gegensatz zum Blockcode kann der Faltungscode nicht nur Fehler erkennen, sondern auch korrigieren.

7 3.2 Verschachtelung (Interleaving) Bei der Verschachteln werden die zu übertragenden Bits (456 Bits in 20 ms) in acht Unterblöcke (Bursts) zu je 57 Bits aufgeteilt. Dies sorgt für eine Reduktion der Auswirkung von Fehlern, die in Gruppen auftreten können (Bündelfehler). -> kurzzeitige Störungen der Funkstrecke können dadurch nicht einen ganzen Kanal beeinträchtigen.

8 4. Burstformatierung und Multiplexierung (1) Multiplexierung: Es wird eine Kombination von zwei Multiplexierungsverfahren verwendet: Frequenzmultiplex (FDMA): Aufteilung der beiden Frequenz- bereiche (Up-/Downlink) in je 125 Frequenzkanäle à 200 kHz. Zeitmultiplex (TDMA): Aufteilung der Kanäle, so dass auf ihnen gleichzeitig acht Verbindungen übertragen werden können. Burstformatierung: Aufteilung von zwei Blöcken (à 57 Bits) in einen Zeitschlitz eines TDMA-Rahmens.

9 4. Burstformatierung und Multiplexierung (2)

10 5. Modulation, Verstärker und Sonderfilter (1) Modulation: Anpassung der erzeugten Bit-Blöcke auf ein geeignetes physikalisches Signal. -> phasenkontinuierliches Modulationsverfahren - Gaussian Minimum Shift Keying (GMSK). -> Gauss-Tiefpassfilter: Verringerung der Bandbreite. Das modulierte Signal wird anschliessend mittels einem Sendeverstärker verstärkt und über die Funkschnittstelle übertragen.

11 5. Modulation, Verstärker und Sonderfilter (2)

12... Fragen Gerne bin ich bereit allfällige Fragen zu beantworten...

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