Пресняков І Н, Кривенко С А, Стативка А П Харківський національний університет радіоелектроніки проспект Леніна, 14, м Харків, Україна

Анотація – Розглянуто метод проектування та управління геоінформаційної системою

I                                       Введення

Європейський інститут стандартів звязку (European Telecommunication Standards Institute, ETSI) детально розробляв стандарти GSM протягом майже 18 років У рамках процесу стандартизації ETSI робота проводилася спеціальної мобільної групою (Special Mobile Group, SMG) У 2000 році ця група дала згоду на передачу повноважень з розробки та підтримання стандартів GSM іншої організації Ця організація партнерів з проектування третього покоління мобільного звязку (Third Generation Partner Project, 3GPP) була утворена в 1989 році і вкпючіла в свій склад шість організацій, що займаються розробкою стандартів (включаючи ETSI), з метою розвитку співпраці у розробці взаємодіючих мобільних систем Ці шість організацій представляють телекомунікаційні компанії з пяти країн: Європейського союзу – ETSI Сполучених Штатів Америки – Committee Т1 Японії – Association of Radio Industries and Businesses (ARIB) і Telecommunications Technology Committee (TTC) Кореї – Telecommunications Technology Association (TTA) Китаю – China Wireless Telecommunication Standard (CWTS)

Справжня стаття присвячена аналізу специфікації 3GPP TS 26073 version 600 Release 6 «Digital cellular telecommunications system (Phase 2 +) Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) AMR speech Codec C-source code» [2]

Багатошвидкісний мовної транскодер (Adaptive Multi Rate, AMR) – це єдиний інтегрований мовний кодек з вісьмома вихідними швидкостями: 12,2 (GSM-EFR) 10,2 7,40 (IS-641) 6,70 (PDS-EFR) 5,90 5,15 і 4,75 кбіт / с Швидкості передачі в AMR управляються мережею радіо-доступу і не залежать від мовної активності Для полегшення сумісності з існуючими стільниковими системами деякі з режимів обрані такими ж, що і у існуючих стільникових мереж Мовний кодек AMR зі швидкістю передачі

12,2 Кбіт / с відповідає кодеку EFR в стандарті GSM [4] Швидкість передачі 7,4 Кбіт / с відповідає мовному кодеку US-TDMA, а швидкість передачі 6,7 Кбіт / с – японському кодеку PDS Речовий кодер AMR може по команді проводити перемикання своєї швидкість передачі в кожному мовному кадрі тривалістю 20 мс Для перемикання режиму AMR обрані два способи: управління по каналах мережі або з використанням виділеного каналу

Кодер AMR працює з мовними фреймами тривалістю 20 мс, що відповідає 160 вибірках при частоті 8000 вибірок в секунду Схема режимів багатошвидкісного кодування являє собою так званий алгебраїчний метод кодування і лінійного передбачення (ACELP) Багатошвидкісний кодер ACELP називається MR-ACELP За кожні 20 мс (160 мовних вибірок) мовний сигнал аналізується для вилучення параметрів моделі CELP (коефіцієнтів фільтра з лінійним передбаченням, адаптивних і фіксованих індексів кодування-вочной книги і коефіцієнтів посилення) Біти з параметрами мови, передані кодирующим пристроєм промови, перерозподіляються відповідно до їх субєктивної важливістю перед тим, як вони передаються по мережі Ці біти, потім, упорядковано з урахуванням їх сприйнятливості до помилок і діляться на три класи по їх важливості: А, В і С Клас А є найбільш вразливим, і в радіо-інтерфейсі використовується найпотужніше канальне кодування для бітів класу А

Кодер оперує з мовним кадром по 20 мс, відповідний 160 отсчетам при частоті дискретизації 8000 відліків / с У кожних 160 отсчетах мови, мовний сигнал аналізується, при цьому витягуються параметри CELP моделі (коефіцієнти фільтра LP, індекси адаптивних і встановлених книг кодів і посилення) Ці параметри потім кодуються і передаються У декодере ці параметри розшифровуються, і мова синтезується, фільтруючи відновлений сигнал збудження через фільтр синтезу LP [3]

II                        Метод дослідження

Наведена модель дуже складна і знижує швидкість моделювання геоінформаційної системи Метою даної статті є розробка швидкодіючого кодека

При дослідженні розроблено два нових проекти в середовищі розробки проектів програмного забезпечення «Microsoft Visual C + +» Проектам присвоєні імена: coder_GPS і decoder_GPS Для них обраний тип проекту – Win32 Console Application

На вхід даної моделі багатошвидкісного кодера подається тестова послідовність seq02inp, представлена ​​в форматі 16-розрядного додаткового коду

Запуск зібраної програми кодера виконаний з командного рядка:

coder_AMRexe MR122 seq02inp sn_122cod

4,75 Результати кодування файлу seq02inp записані у файл sn_122cod Параметр (Mode Rake, MR) визначає швидкість кодування кодека: MR475 кбіт / с, MR515 – 5,15 кбіт / с, MR59 – 5,9 кбіт / с, MR67 – 6,7 кбіт / с, MR74 – 7,4 кбіт / с, MR795 – 7,95 кбіт / с, MR102 – 10,2 кбіт / с, MR122 – 12,2 кбіт / с

Тестові послідовності закодовані для двох швидкостей: 4,75 кбіт / с і 12,2 кбіт / с Отримані файли з розширенням cod названі: sn_475cod і sn_122cod відповідно

У другому проекті створеному за аналогією з першим, збережені тільки ті файли, які відносяться до модуля декодування Для цього видалені у вікні робочого простору файли з кодами програм проекту кодера: coderc

На вхід даної моделі багатошвидкісного декодера подаються по черзі тестові послідовність sn_475cod і sn_122cod

Запуск зібраної програми декодера виконаний з командного рядка:

decoder_AMR exe sn_122 cod seq02_122 out

В результаті декодування файлів sn_475cod і sn_122cod отримані файли seq02_475out і seq02_122out

Візуальне спостереження і прослуховування досліджуваних звукових файлів виконано за допомогою програми для редагування і обробки цифрових сигналів EDSW

Враховуючи, що у вихідній тестовій послідовності блок від 147 040 до 150 880 звіту має яскраво виражені максимуми в амплітудно-частотному спектрі на частотах приблизно 0,5, 1,5, 2,5 і 3,5 кГц, він виділений для наступних досліджень

У послідовностях seq02_475out і seq02_122out виділено блок, який оброблений за допомогою команди Обробка \ Спектральний_ана-ліз \ Аналіз_блока \ Амплітудний_спектр Параметри спектрального аналізу задані такі: число точок аналізу – 256 (32 мс), тип вагового вікна – прямокутна, нормировка – вимкнена, тип – LPC

10 порядку, спотворення Н (ζ) = ^-z’ – включено Отримані два амплітудних спектра наведено на рис 4а для послідовності seq02_122out, і на рис 46 для послідовності seq02_475out

Далі проведено дослідження, по вище викладеної методики, для іншого блоку звітів тестової послідовності seq02inp і для іншого блоку тестової послідовності seq03inp

Значення максимумів амплітудно-частотної характеристики для цих трьох досліджуваних блоків звітів зведено в окрему електронну таблицю програми Microsoft Excel таблицю

Таблиця 1 Результати досліджень Table 1 Research data

12,2

4,75

500 Гц

1,005

0,589

0,58607

1,01708

0,152

0,216

1,42105

0,34

0,355

1,04412

1500 Гц

1,024

0,509

0,49707

1,08344

0,182

0,249

1,36813

0,309

0,428

1,38511

2500 Гц

1,098

0,412

0,37523

0,70831

0,171

0,059

0,34503

0,299

0,42

1,40468

3500 Гц

0,807

0,14

0,17348

0,29598

0,053

0,015

0,28302

0,35

0,151

0,43143

У стовпці 1 і 2 наведені значення яскраво виражених максимумів амплітудно-частотної характеристики на частотах приблизно 0,5, 1,5, 2,5 і 3,5 кГц для досліджуваних блоків звітів при швидкостях

4,75 кбіт / с і 12,2 кбіт / с

У стовпці 3 наведені нормовані значення максимумів для швидкості 4,75 кбіт / с відносно даних для швидкості 12,2 кбіт / с

У стовпці 4 дані з стовпця 3 усереднені окремо для кожного значення частоти

Таким чином, модель транскодера на швидкості передачі трафіку 4,75 кбіт / с може бути представлена ​​у вигляді фільтра з кінцевою імпульсною характеристикою і амплітудно-частотної характеристикою, наведеною на малюнку

Застосування методу ілюструється на прикладі проектування елемента геоінформаційної системи, причому цей елемент сам є складною системою – фільтром з кінцевою імпульсною характеристикою Складність цього елемента визначається його багаторівневої ієрархічної структурою Розглядається застосування цього елемента спільно з кодером каналу Ріда-Соломона, з параметрами відповідними специфікації 3GPP TS 45003 Release 6 (вересень 2005року) для другого покоління мобільного звязку У прикладі використані пакети програмного забезпечення систем автоматизованого проектування в редакції 2006: Quartus І 51 MATLAB 7хх

III                                   Висновок

Для цілей розробки проекту геоінформаційної системи синтезований кодер стандарту Здрр у вигляді фільтра з кінцевою імпульсною характеристикою і його модель в пакеті MATLAB

IV                                   Література

[1] Ле-Бодик р Мобільні повідомлення: служби і технології SMS, EMS і MMS Пер з англ – М: КУДИЦ-ОБРАЗ, 2005 – 448с

[2]  3GPP TS 26073 version 600 Release 6 «Digital cellular telecommunications system (Phase 2+) Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) AMR speech Codec C-source code» // European Telecommunications Standards Institute, 2004

[3]  3GPP TS 26090 version 600 Release 6 «Digital cellular telecommunications system (Phase 2+) Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) AMR speech Codec Transcoding Functions» // European Telecommunications Standards Institute, 2004

[4]  3GPP TS 46053 version 600 Release 6 «Digital cellular telecommunications system (Phase 2+) ANSI-C code for the GSM Enhanced full rate speech codec» // European Telecommunications Standards Institute, 2004

3GPP CODER FOR GEOINFORMATION SYSTEM PROJECT

Presnyakov I N, Krivenko S A, Stativka A P

Kharkov National University of Radioeiectronics 14 Lenin Ave, Kharkov, Ukraine

Abstract – Considered in this paper is the method of geo information transport system design It is a complex project

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології», 2006р