TRANSMISIA DISCONTINUA

TRANSMISIA DISCONTINUA

Ideea de a intrerupe transmisia pe duratele in care vorbitorul tace (DTX Discontinuous Transmission) este folosita de mult in sistemele de comunicatii prin satelit, supuse unor constrangeri de banda si putere redusa, sisteme in care, eficienta spectrala este marita prin utilizarea interpolarii numerice a semnalului vocal. GSM este primul sistem de comunicatii mobile care foloseste detectia activitatii vocale (VAD Voice Activity Detection) si intreruperea emisiei cu scopul de a reduce consumul de putere la nivelul terminalului mobil si de a creste eficienta spectrala, prin reducerea contributiei la interferenta radio a terminalului, pe duratele in care vorbitorul tace. La nivelul terminalului mobil, utilizarea transmisiei discontinue este obligatorie pentru a reduce consumul de putere. La nivelul statiei de baza, aceasta functie este optionala.

Problema fundamentala in cazul VAD este de a face distinctie, cat mai exact, intre semnalul vocal si zgomotul de fond, pentru a evita comanda falsa de intrare in emisie a terminalului sau de intrerupere a emisiei pe durata vorbirii. Aceasta problema are un grad sporit de dificultate in cazul terminalelor montate pe vehicul, datorita caracterului nestationar al zgomotului de fond din habitaclu. Rezolvarea acestor dificultati se face prin combinarea unei metode de comparatie cu prag cu o metoda de analiza in domeniul spectral.

La receptie, datorita DTX, odata cu intreruperea emisiei, adica a semnalului vocal, dispare si zgomotul de fond. Acest fenomen are un efect acustic extrem de neplacut, micsorand inteligibilitatea. Sub denumirea 'zgomot de confort', standardul GSM prevede refacerea locala a zgomotului de fond.

Detectia activitatii vocale

Recunoasterea rapida a semnalului vocal este foarte importanta, pentru a reduce situatiile in care, portiuni de inceput ale cuvintelor nu sunt transmise. Similar, intarzierea momentului de intrerupere a emisiei evita decuparea portiunii finale a acestora. Implementarea detectorului de activitate vocala (VAD) trebuie sa fie in concordanta cu tipul de codor vocal selectat, si sa foloseasca diferentele existente intre semnalul vocal si zgomot, in domeniul timp si frecventa. In standardul GSM, circuitul de detectie a activitatii vocale foloseste o combinatie intre analiza in domeniul spectral si masurarea diferentelor de energie.

Schema circuitului este data in Figura 22. Intr-o prima etapa, raportul semnal-zgomot este imbunatatit printr-o filtrare adaptiva, coeficientii filtrului fiind determinati pe duratele in care este prezent numai zgomotul de fond. Apoi, energia semnalului filtrat este comparata cu un prag adaptiv, calculat de blocul 'Adaptare prag', pentru ca blocul 'Decizie VAD' sa ia decizia intre semnal vocal sau zgomot. Ajustarea coeficientilor filtrului si a pragului se face strict pe duratele in care este prezent numai zgomotul de fond. Stabilirea acestor intervale de timp se face masurand stationaritatea semnalului, simultan cu absenta unor componente periodice, cu ajutorul

blocurilor 'Detectia periodicitatii' si 'Comparatie spectrala'. Un prag suplimentar, fix, este introdus, pentru a evita ca zgomotul de putere mica sa nu fie interpretat ca semnal vocal. Un mecanism de intarziere a comenzii de intrerupere a emisiei este adaugat, pentru a preveni decuparea unor portiuni din mijlocul sau sfarsitul unor cuvinte.

Functiile DTX ale emitatorului

In prezenta semnalului vocal, cand automatul cu stari finite al emitatorului (figura se afla in starea 'transmisie semnal vocal' (SPTX), fanionul VAD=1. In absenta semnalului vocal VAD=0. Daca circuitul VAD nu mai detecteaza semnal vocal la intrarea emitatorului, nu se comanda imediat incetarea emisiei (fanionul TXFL=0) ci, mai intai, se intra in starea HGO, de prelungire a emisiei.

Prelungirea emisiei dureaza segmente de semnal vocal, adica 4x20 ms ms. Prin urmare, numaratorul asociat acestui proces (HOCT) este initializat cu valoarea si este decrementat cu o unitate, de cate ori segmentul de ms prelucrat contine zgomot de fond (VAD=0). Cand HOCT atinge valoarea intervalul de timp de ms s-a scurs si fanionul EOS devine logic. Deoarece, se presupune ca ultimele segmente prelucrate de codorul vocal (pe durata mentinerii emisiei) corespund zgomotului, parametrii LAR si valorile maxime RPE, dupa mediere pe cele blocuri, sunt folositi pentru a forma un asa numit cadru identificator de tacere (SID). Acesta este transmis decodorului vocal pentru generarea locala a 'zgomotului de confort', cu menirea de a umple intervalele suparatoare de 'liniste absoluta' induse de intreruperea emisiei.

Primul cadru SID, obtinut prin mediere pe cele segmente ale starii HGO, este planificat pentru a fi transmis imediat dupa expirarea timpului de prelungire a emisiei. Daca se intampla ca acest cadru sa fie insusit, de exemplu, de un canal FACCH, atunci fanionul EOS va reaminti emitatorului sa transmita cadrul SID. Se remarca faptul ca numai cadrul imediat urmator starii HGO are EOS=1.

Dupa incheierea starii HGO, automatul intra in starea CNU (reactualizarea zgomotul de fond), in perioadele urmatoare de tacere, in fiecare multi-cadru SACCH, adica la intervale de 480ms, este transmis un cadru SID, solicitat de interfata radio prin aducerea la valoarea logica a fanionului NUFT. Intr-un scenariu simplu, NUFT=1 pe durata segmentelor de timp SACCH.

Din starea CNU, automatul emitatorului DTX are doua iesiri, in functie de fanionul VAD. Daca VAD=1, revine in starea SPTX, cand transmite, din nou, semnal vocal. Daca VAD=0, trece in starea de calcul a zgomotului de confort (CNC) si intrerupe emisia prin fanionul TXFL=0. Din aceasta stare, modificarea VAD=1 forteaza automatul in starea SPTX, cata vreme, fanionul NUFT=1 va aduce automatul in starea CNU, descrisa mai sus.