ITU-T SERIE G 100 SUPP 32 FRENCH-1993 TRANSMISSION ASPECTS OF DIGITAL MOBILE RADIO SYSTEMS《数字移动无线电系统的传输方面》.pdf

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1、 UNION INTERNATIONALE DES TLCOMMUNICATIONS UIT-T Supplment 32 SECTEUR DE LA NORMALISATION (srie G) DES TLCOMMUNICATIONS DE LUIT (03/93) SYSTMES ET SUPPORTS DE TRANSMISSION ASPECTS DES CONNEXIONS ET DES CIRCUITS SPCIAUX DU RSEAU DE CONNEXIONS TLPHONIQUES INTERNATIONALES CONCERNANT LE PLAN DE TRANSMIS

2、SION ASPECTS RELATIFS LA TRANSMISSION DES SYSTMES RADIONUMRIQUES MOBILES Supplment 32 aux Recommandations UIT-T de la srie G (Antrieurement Recommandations du CCITT) AVANT-PROPOS LUIT-T (Secteur de la normalisation des tlcommunications) est un organe permanent de lUnion internationale des tlcommunic

3、ations (UIT). Il est charg de ltude des questions techniques, dexploitation et de tarification, et met ce sujet des Recommandations en vue de la normalisation des tlcommunications lchelle mondiale. La Confrence mondiale de normalisation des tlcommunications (CMNT), qui se runit tous les quatre ans,

4、dtermine les thmes que les Commissions dtudes de lUIT-T doivent examiner et propos desquels elles doivent mettre des Recommandations. Le Supplment 32 aux Recommandations UIT-T de la srie G, labor par la Commission dtudes XII (1988-1993) de lUIT-T, a t approuv par la CMNT (Helsinki, 1-12 mars 1993).

5、_ NOTES 1 Suite au processus de rforme entrepris au sein de lUnion internationale des tlcommunications (UIT), le CCITT nexiste plus depuis le 28 fvrier 1993. Il est remplac par le Secteur de la normalisation des tlcommunications de lUIT (UIT-T) cr le 1ermars 1993. De mme, le CCIR et lIFRB ont t remp

6、lacs par le Secteur des radiocommunications. Afin de ne pas retarder la publication de la prsente Recommandation, aucun changement na t apport aux mentions contenant les sigles CCITT, CCIR et IFRB ou aux entits qui leur sont associes, comme Assemble plnire, Secrtariat, etc. Les futures ditions de la

7、 prsente Recommandation adopteront la terminologie approprie refltant la nouvelle structure de lUIT. 2 Dans la prsente Recommandation, le terme Administration dsigne indiffremment une administration de tlcommunication ou une exploitation reconnue. UIT 1994 Droits de reproduction rservs. Aucune parti

8、e de cette publication ne peut tre reproduite ni utilise sous quelque forme que ce soit et par aucun procd, lectronique ou mcanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans laccord crit de lUIT. Supplment 32 srie G (03/93) i TABLE DES MATIRES Supplment 32 srie G (03/93) Page 1 Aspects relati

9、fs la transmission du rseau radionumrique mobile paneuropen 1 1.1 Introduction 1 1.2 Fonctions de traitement de la parole 1 1.3 Temps de propagation moyen dans un seul sens du systme GSM. 4 1.4 Rfrences 4 2 Aspects relatifs la transmission du rseau radionumrique mobile japonais . 5 2.1 Introduction

10、5 2.2 Qualit de transmission. 5 Supplment 32 srie G (03/93) 1 Supplment 32 Supplment 32 srie G (03/93) ASPECTS RELATIFS LA TRANSMISSION DES SYSTMES RADIONUMRIQUES MOBILES (Helsinki, 1993) (cit dans les Recommandations de la srie G) Le prsent supplment est une introduction aux caractristiques de tran

11、smission de certains rseaux mobiles terrestres publics. 1 Aspects relatifs la transmission du rseau radionumrique mobile paneuropen 1.1 Introduction Une srie de Recommandations labores par le groupe spcial mobile (GSM) traite des fonctions de traitement de la parole, des aspects relatifs au plan de

12、transmission et des essais de conformit des terminaisons mobiles dans le systme GSM. La rfrence 1 donne une vue densemble des constituants du systme de traitement de la parole avec des rfrences aux Recommandations dans lesquelles on peut trouver les dtails relatifs chacun de ces constituants. Les as

13、pects se rapportant au plan de transmission sont traits dans 2. La spcification dtaille des parties audiofrquences figure dans 2 et 3. 1.2 Fonctions de traitement de la parole 1.2.1 Transcodage de la parole plein dbit La description dtaille du procd de transcodage de la parole plein dbit est donne d

14、ans 4. Cette Recommandation du GSM traite de la conversion entre un signal vocal numrique MIC linaire de 13 bits chantillonn 8 kHz, et un signal cod ayant un dbit binaire moyen de 13 kbit/s. Les spcifications du transcodeur se fondent sur trois paramtres: qualit de transmission; temps de propagation

15、; consommation dnergie (complexit). La mthode utilise est celle de lexcitation par impulsions rgulires avec codage prdictif linaire utilisant une prvision long terme (RPE-LTP) (regular pulse excitation/linear predictive coding using long term prediction). Le train binaire cod se compose de trames de

16、 260 bits correspondant 20 ms de signal vocal. La trame vocale est remise la fonction de codage de voie dfinie dans 9 afin de produire un bloc cod se composant de 456 bits, engendrant ainsi un dbit binaire brut de 22,8 kbit/s. La Recommandation 4 dcrit la fonction du codec jusquau niveau du bit; ain

17、si, et grce un ensemble de squences dessai numriques galement dcrites on peut, avec un taux de confiance lev, vrifier la conformit des codecs avec la Recommandation. Quant aux essais de caractrisation subjective du codec RPE-LTP, plusieurs expriences ont t menes pour tudier les effets du niveau voca

18、l dentre, du niveau daudition, du rapport porteuse/brouillage (C/I) (carrier-to-interference), du transcodage, du circuit dentre audiofrquence et du bruit ambiant. On a constat que le comportement du codec tait satisfaisant tous les niveaux dentre et daudition. Des rapports C/I aussi faibles que 10

19、dB naffectent quasiment pas la qualit de son fonctionnement, quon peut mme considrer comme acceptable partir de 7 dB. Des valeurs plus faibles du rapport C/I induisent une dgradation inacceptable de la qualit vocale (voir la Figure 1-1) et sont viter. 2 Supplment 32 srie G (03/93) T1205680-93/d01123

20、4532 22 12MOSAucune erreurC/I = 10 dBC/I = 7 dBC/I = 4 dBNiveau dentre des signaux vocaux (dB)FIGURE 1-1Note dopinion moyenne (MOS) en fonction du niveau vocal dentrepour diffrentes valeurs du rapport C/IFIGURE 1-1.D01 = 7.5 Dans des conditions de transmission sans erreur, la qualit du codec perue p

21、ar lusager est moins bonne que celle des deux codecs conformes aux Recommandations G.711 et G.721. La valeur qdu (units de distorsion de quantification) du codec RPE-LTP est de 7 8 environ et devrait tre utilise en planification. A lheure actuelle, il ny a pas de rgle spcifique pour dterminer le nom

22、bre de qdu appliquer pour un systme de codage dbit infrieur 32 kbit/s. Une valeur de 4,6 qdu est mesure en conditions dabsence derreurs et au niveau nominal dentre. Dans le cas dune connexion en cascade avec un codec conforme la Recommandation G.721, la mme qualit de fonctionnement a t obtenue, que

23、le codec RPE-LTP soit plac avant ou aprs le codec G.721 (voir la Figure 1-2). Deux codecs RPE-LTP connects en cascade donnent des rsultats nettement plus mauvais quun seul. T1205690-93/d021234532 22 12CodecCodec G.721G.721 codeccodec codecMOSNiveau dentre des signaux vocaux (dB)FIGURE 1-2Note dopini

24、on moyenne en fonction du niveau vocaldentre pour diffrents transcodagesFIGURE 1-2.D02 =7.7 Le temps de propagation thorique minimal pour le codec RPE-LTP est de 20 ms. Cependant, on peut observer un temps de traitement additionnel de lordre de 3 8 ms dans les ralisations pratiques. Supplment 32 sri

25、e G (03/93) 3 Il convient de noter que le codec RPE-LTP est un systme adaptatif optimis pour les entres vocales. Beaucoup de prudence doit tre apporte la mesure des signaux non vocaux, car on ne peut formuler les hypothses normales dinvariance temporelle et de linarit. 1.2.2 Transcodage de la parole

26、 au dbit moiti Des dispositions ont t prises en vue de lintroduction ultrieure dun transcodeur de parole dit dbit moiti. Le dbit binaire brut de ce transcodeur sera de 11,4 kbit/s. Son algorithme fera lobjet dtudes complmentaires. 1.2.3 Stratgie gnrale pour une exploitation mission discontinue (DTX)

27、 Au cours dune conversation normale, les participants parlent tour de rle en sorte que chaque sens de transmission est occup en moyenne pendant 50% du temps environ. Si les metteurs ne sont connects que pour les trames qui contiennent un signal vocal, il en rsulte un gain deux gards: dans la station

28、 mobile, la vie de la batterie est prolonge, ou alors on peut utiliser une batterie plus petite pour une dure dexploitation donne; lencombrement de lespace radiolectrique est moindre, ce qui amliore lefficacit dutilisation spectrale. La Recommandation 7 dcrit le processus gnral des diverses fonction

29、s qui relvent de ce mode dexploitation mission discontinue (DTX) (discontinuous transmission) et aborde le problme des trames manquantes. Elle dfinit galement des diagrammes deux tats, un pour le ct mission et un pour le ct rception. Cette Recommandation commande les fonctions dfinies dans 5, 6 et 8

30、. 1.2.4 Dtection dune activit vocale La Recommandation 8 dcrit les objectifs de qualit auxquels doit rpondre un dtecteur dactivit vocale (VAD) (voice activity detector) dans le systme GSM (groupe spcial mobile). Le VAD est un lment du systme dmission discontinue (DTX) dfini dans la Recommandation 7.

31、 Il engendre un signal dactivit/inactivit pour chacune des trames de parole de 20 ms. Les objectifs fondamentaux du VAD sont: dviter une dgradation inacceptable de la qualit vocale; et dobtenir le pourcentage requis de dtection de pauses vocales. La dtection de lactivit vocale sobtient en suivant et

32、 en analysant un certain nombre de caractristiques du signal qui distinguent effectivement la parole (ou la parole plus le bruit) du bruit. Ces caractristiques sont par exemple le niveau du signal, le taux de passage zro, les coefficients dautocorrlation, etc. La dtection peut tre amliore par lemplo

33、i dinformations additionnelles dentre comme celles qui sont fournies par un microphone additionnel ou celles qui sont disponibles dans le codeur de parole. Pour obtenir une sparabilit maximale de la parole et du bruit, les proprits des deux types de signaux doivent tre prises en considration lors du

34、 choix des caractristiques du signal et de la mise au point dun algorithme de dtection. Pour vrifier sa qualit de fonctionnement, le VAD sera contrl laide denregistrements rels de parole et de bruit, les priodes dactivit et dinactivit ayant t pralablement repres sur un fichier de rfrence. Les critre

35、s fondamentaux de la qualit de fonctionnement dun VAD sont: la non-mutilation du front dattaque des squences vocales; la non-mutilation en milieu de squence; lefficacit de suppression du bruit (dtection de bruit comme tant un signal vocal). 1.2.5 Insertion dun bruit de confort Lorsque le signal dact

36、ivit/inactivit produit par le VAD est utilis pour dclencher et arrter lmetteur, il en rsulte une modulation du bruit de fond ct rception. Dans la situation dactivit, le bruit de fond est transmis en mme temps que la parole jusquau rcepteur. Lorsque la squence vocale sachve, la connexion est interrom

37、pue et le bruit reu tombe un niveau trs bas. Cette modulation en chelon du bruit est trs gnante pour lauditeur, et peut rduire lintelligibilit de la parole. Dans le systme GSM, linsertion de bruit ct rception rduit leffet de contraste de bruit. 4 Supplment 32 srie G (03/93) La Recommandation 6 trait

38、e de tous les dtails du processus global de production du bruit de confort, cest-dire lvaluation du bruit au niveau de lmetteur, le codage et le dcodage du paramtre de bruit (trames SID), et de linjection du bruit de confort dans le rcepteur. Elle dfinit galement lalgorithme de mise jour des paramtr

39、es du bruit pendant les pauses vocales. La production du bruit de confort se fonde sur la Recommandation relative au codec vocal. 1.2.6 Extrapolation de trames vocales Dans le rcepteur, des trames peuvent manquer pour lune des raisons suivantes: fonctionnement en DTX; erreurs de transmission (oblitr

40、ation); et vol de trame. Pour masquer les effets des trames manquantes, un schma dextrapolation de trames vocales est ncessaire: il faut au minimum remplacer une trame manquante en rptant la trame prcdente; des trames de silence ne sont pas autorises. Pour les trames manquantes suivantes, il faut pr

41、ocder un certain assourdissement du son. Les constructeurs sont invits mettre en oeuvre des schmas dextrapolation plus efficaces. 1.3 Temps de propagation moyen dans un seul sens du systme GSM Pour lensemble du systme GSM avec transcodeur de parole plein dbit, il est ncessaire de prendre en compte l

42、e temps de propagation (retard) entre linterface acoustique et le point de connexion au rseau. Le Tableau 1-1 numre les temps de propagation propres au systme GSM et ceux qui dpendent de sa mise en oeuvre. TABLEAU 1-1 Temps de propagation dans le systme GSM (groupe spcial mobile) 1.4 Rfrences 1 Reco

43、mmandation GSM 06.01 Fonctions de traitement vocal, description gnrale. 2 Recommandation GSM 03.50 Aspects de la planification de la transmission du service vocal dans le RMTP du systme GSM. 3 Recommandation GSM 11.10 Spcification de conformit pour les stations mobiles. 4 Recommandation GSM 06.10 Ut

44、ilisation du codeur prdictif linaire prdiction long terme et excitation par impulsions rgulires 13 kbit/s dans le systme radionumrique mobile paneuropen. 5 Recommandation GSM 06.11 Extrapolation des trames vocales. 6 Recommandation GSM 06.12 Fonctions du rcepteur de bruit de confort. 7 Recommandatio

45、n GSM 06.31 Commande et mise en oeuvre du systme DTX (exploitation mission discontinue). 8 Recommandation 06.32 Dtecteur dactivit vocale. 9 Recommandation GSM 05.03 Codage des voies. Temps de propagation dans le codec RPE-LTP environ 20,0 ms Temps du codage de voie environ 37,5 ms Temps de traitemen

46、t environ 27,5 ms Systme de transmission (liaison de la BS jusquau MSC) environ 25,0 ms environ _ Temps de propagation total prvu environ 90,0 ms Supplment 32 srie G (03/93) 5 2 Aspects relatifs la transmission du rseau radionumrique mobile japonais 2.1 Introduction Le prsent paragraphe est un rappo

47、rt prliminaire sur les aspects relatifs la transmission dans le rseau radionumrique mobile japonais, qui est en cours de normalisation. La qualit de transmission indique dans ce supplment a t obtenue par le RCR (Research and development Center for Radio systems) lors de la normalisation de la mthode de codage de la parole plein dbit. Toutes ces donnes sont indiques sous rserve de mise jour aprs accomp