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Präsentation der StudienarbeitPräsentation der Studienarbeit

Wie funktioniert dieWie funktioniert die Übertragung eines Übertragung eines Sprachsignals beim Sprachsignals beim

Mobiltelefon?Mobiltelefon?Referent: Michael Kunz Referent: Michael Kunz Dauer: ca. 10 minDauer: ca. 10 min

Fach: Signalverarbeitung Fach: Signalverarbeitung Datum: 23. Februar 2004Datum: 23. Februar 2004

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Verarbeitungsschritte der SprachübertragungVerarbeitungsschritte der Sprachübertragung

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1 Nachrichtenquellen und Nachrichtensenken1 Nachrichtenquellen und Nachrichtensenken

MikrofoneMikrofone wandeln die durch das Sprechen wandeln die durch das Sprechen verursachten akustischen Schallwellen in analoge verursachten akustischen Schallwellen in analoge Signale um. Signale um.

LautsprechernLautsprechern wandeln die elektrischen Signale in wandeln die elektrischen Signale in Schallwellen um. Schallwellen um.

-> bilden somit die wichtigste Schnittstelle zwischen -> bilden somit die wichtigste Schnittstelle zwischen den Benützern und der elektrischen Übertragung.den Benützern und der elektrischen Übertragung.

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2 Quellencodierung2 Quellencodierung

Adaptive Differenz-Puls-Code-Modulation (ADPCM)Adaptive Differenz-Puls-Code-Modulation (ADPCM)

Digitalisierung: Durch die Reduktion von Redundanz Digitalisierung: Durch die Reduktion von Redundanz wird eine Steigerung der Übertragungskapazität wird eine Steigerung der Übertragungskapazität ermöglicht.ermöglicht.

Es wird nicht die ganzen Amplitudenwerte der Es wird nicht die ganzen Amplitudenwerte der abgetasteten Signalspannung, sondern nur die abgetasteten Signalspannung, sondern nur die Differenz zu einem nach festen Regeln ermittelten Differenz zu einem nach festen Regeln ermittelten „Vorhersagewert“ übermittelt.„Vorhersagewert“ übermittelt.

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3 Kanalcodierung (1)3 Kanalcodierung (1)

Bei der Bei der KanalcodierungKanalcodierung wird zum Schutz der zu wird zum Schutz der zu übertragenden Nachricht gegen Übertragungsfehler übertragenden Nachricht gegen Übertragungsfehler wieder gezielt Redundanz hinzugefügt. Auf diese wieder gezielt Redundanz hinzugefügt. Auf diese Weise können Fehler bei der Datenübertragung Weise können Fehler bei der Datenübertragung erkannt und korrigiert werden.erkannt und korrigiert werden.

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3.1 Blockcodierung und Faltungscodierung3.1 Blockcodierung und Faltungscodierung

BlockcodierungBlockcodierung: mittels einem zyklischen Code (CRC) : mittels einem zyklischen Code (CRC) werden nicht korrigierbare Fehler erkannt.werden nicht korrigierbare Fehler erkannt.

FaltungscodierungFaltungscodierung: Im Gegensatz zum Blockcode : Im Gegensatz zum Blockcode kann der Faltungscode nicht nur Fehler erkennen, kann der Faltungscode nicht nur Fehler erkennen, sondern auch korrigieren. sondern auch korrigieren.

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3.2 Verschachtelung (Interleaving)3.2 Verschachtelung (Interleaving)

Bei der Bei der VerschachtelnVerschachteln werden die zu übertragenden werden die zu übertragenden Bits (456 Bits in 20 ms) in acht Unterblöcke (Bits (456 Bits in 20 ms) in acht Unterblöcke (BurstsBursts) zu ) zu je 57 Bits aufgeteilt. Dies sorgt für eine Reduktion der je 57 Bits aufgeteilt. Dies sorgt für eine Reduktion der Auswirkung von Fehlern, die in Gruppen auftreten Auswirkung von Fehlern, die in Gruppen auftreten können (Bündelfehler). können (Bündelfehler).

-> kurzzeitige Störungen der Funkstrecke können -> kurzzeitige Störungen der Funkstrecke können dadurch nicht einen ganzen Kanal beeinträchtigen. dadurch nicht einen ganzen Kanal beeinträchtigen.

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4. Burstformatierung und Multiplexierung (1)4. Burstformatierung und Multiplexierung (1)

MultiplexierungMultiplexierung: Es wird eine Kombination von zwei : Es wird eine Kombination von zwei Multiplexierungsverfahren verwendet:Multiplexierungsverfahren verwendet:

FrequenzmultiplexFrequenzmultiplex (FDMA)(FDMA): Aufteilung der beiden Frequenz-: Aufteilung der beiden Frequenz-bereiche (Up-/Downlink) in je 125 Frequenzkanäle à 200 kHz. bereiche (Up-/Downlink) in je 125 Frequenzkanäle à 200 kHz.

ZeitmultiplexZeitmultiplex (TDMA)(TDMA): Aufteilung der Kanäle, so dass auf ihnen : Aufteilung der Kanäle, so dass auf ihnen gleichzeitig acht Verbindungen übertragen werden können. gleichzeitig acht Verbindungen übertragen werden können.

BurstformatierungBurstformatierung: Aufteilung von zwei Blöcken (à : Aufteilung von zwei Blöcken (à 57 Bits) in einen Zeitschlitz eines TDMA-Rahmens.57 Bits) in einen Zeitschlitz eines TDMA-Rahmens.

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4. Burstformatierung und Multiplexierung (2)4. Burstformatierung und Multiplexierung (2)

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5. Modulation, Verstärker und Sonderfilter (1)5. Modulation, Verstärker und Sonderfilter (1)

Modulation: Modulation: Anpassung der erzeugten Bit-Blöcke auf Anpassung der erzeugten Bit-Blöcke auf ein geeignetes physikalisches Signal.ein geeignetes physikalisches Signal.

-> phasenkontinuierliches Modulationsverfahren - -> phasenkontinuierliches Modulationsverfahren - Gaussian Gaussian Minimum Shift KeyingMinimum Shift Keying (GMSK)(GMSK). . -> -> Gauss-TiefpassfilterGauss-Tiefpassfilter: Verringerung der Bandbreite.: Verringerung der Bandbreite.

Das modulierte Signal wird anschliessend mittels Das modulierte Signal wird anschliessend mittels einem einem SendeverstärkerSendeverstärker verstärkt und über die verstärkt und über die Funkschnittstelle übertragen.Funkschnittstelle übertragen.

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5. Modulation, Verstärker und Sonderfilter (2)5. Modulation, Verstärker und Sonderfilter (2)

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... Fragen... Fragen

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

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EndeEnde

ENDEENDE