RADIOFORHOLD: Når radioforholdene er dårlige, brukes det meste av kanalen til kanalkoding, som inneholder feilkorreksjon. Når forholdene blir bedre, kan mer av bitstrømmen brukes til tale.
TALEKVALITET: Kvaliteten i talenettet måles i MOS. MOS-skalaen går fra 1 til 5 der 1 er dårlig og 5 er utmerket. Noen kaller 5 for CD-kvalitet, men det er det ikke. CD-er har et mye høyere frekvensområde enn det som trengs for å gjengi utmerket tale. Både EFR og AMR oppnår en firer på skalaen når forholdene er perfekte, men i motsetning til EFR, som faller kraftig når S/N faller, endrer ikke AMR seg i samme grad.
AMR: Neste generasjon talekodek, AMR, vil ha god kvalitet selv om radioforholdene blir svært dårlige. I tillegg vil kapasiteten på basestasjonen bli bedre.

Bedre talekvalitet i mobilnettet

Ring før dropp

En annen viktig parameter i mobilnettet er antall minutter det tar før en samtale dropper ut. Også dette tallet er i sterk bedring. I Netcoms nett var tallet 150 minutter i 2001. Nå er tallet snart 400 minutter.

AMR TIL REDNING

AMR – Adaptive Multi Rate talekodeker er mobilnettets svar på fastnettes kvalitetsutfordring. Disse nye talekodekene, som vi vil stifte bekjentskap med allerede neste år, vil både gi høyere talekvalitet og være mer robust mot forstyrrelser. I tillegg vil de nye kodekene gi høyere kapasitet i nettet. Bl. a. vil det ikkeoverføres bits når det ikke snakkes, og det sparer masse bitrate som kan brukes til å bedre både kapasitet og kvalitet. En forutsetning for at AMR skal fungere er at nettet er bygget ut med EDGE. Det norske GSM-nettet er snart ferdig bygget ut både på Netcoms og på Telenors side.

AMR kommer neste år i en såkalt NR – Narrow Band, smalbånd utgave. Den vil gi vesentlig bedre kvalitet, men ha samme frekvensområde for tale som i dagens EFR-baserte mobilnett; 200 Hz til 3400 Hz. I 2008 kommer WB, eller bredbåndsutgaven som påstås å gi bedre lydkvalitet enn fasttelefonen. Her vil frekvensområdet øke til hele 50????? Hz til 7000 Hz, og skal gi samme nærhetsfølelse som når du snakker direkte med en persom ved siden av deg. Selv under svært dårlige radioforhold vil denne gi svært god talekvalitet, både i full og i halv rate.

I dag har alle 3G-telefoner AMR-støtte, og de fleste moderne 2G-telefonene som selges har det. Gamle telefoner må desverre finne seg i snakke med den gamle kodeken. Når de brukes vil nettet identifisere at de ikke har AMR og overføre samtalen med gammel teknologi.

SIGNAL-STØYFORHOLDET

S/N – Signal til Noice, eller signal-støyforholdet, er radioteknikkens svøpe. Jo lenger bort fra basestasjonen og jo flere hindringer som er mellom din telefon og basestasjonen, desto mer synker S/N og gjør det vanskelig å gjenskape god lyd. Men også her gjør teknologien fremskritt.

I mobilnettet har det vært vanlig at et S/N på mindre enn 9 dB har gjort mobilsamtalene temmelig dårligere. Ny teknikk har skjøvet denne grensen til helt ned mot 4 dB, men talekvaliteten har ikke vært noe å rope hurra for. Dette vil også endre seg med AMR. Den nye kodeken tåler mye dårligere radioforhold uten at det går ut over lydkvaliteten. Mens EFR nærmet seg 1 i MOS-verdi ved 4 dB lover AMR MOS-verdier på mellom 3 og 4. Resultatet vil være dramatisk bedre lydkvalitet EFR, Enhanced Full Rate, er en videreutvikling av FR og har vært brukt i flere år.

Kilder: Netcom og Siemens

Mobiltelefonen har for lengst festet grepet rundt halsen på fasttelefonen.

Den gode gamle varianten, med det nye tilnavnet fast-, har hengt med siden Alexander Graham Bells dager. Den har også gjennomgått en rivende teknisk utvikling, men det er tilsynelatende ikke nok. Fasttelefonen er stedbunden, med mobilen er du fri.

I tillegg har høye faste avgifter på det gamle kobbernettet også gjort sitt til å fremskynde utviklingen som nå ser ut til å være uunngåelig. Kobbernettet ser mer og mer ut til å bli et høyhastighets transportnett for data, men selv her er ikke kobberet på den sikre siden. Ny teknologi på mobilsiden; HSDPA – High Speed Data Packet Access kan øke dataraten til 2 Mbit/s og mer. Kobber er en utsatt bransje.

Kobber-kvalitet

Kobber gir lydkvalitet: På et område kan likevel fasttelefonen skilte med fordeler; talekvaliteten. Snakker du og samtalepartneren i en fasttelefon, kan du være temmelig sikker på god lydkvalitet. I fastnettet, enten det er i form av kobber, fiber eller på radiolinje, overføres signalene digitalt som et 64 kbit/s ukomprimert signal.

Det er nok til å overføre en lydkanal med 8 kHz båndbredde, og det gir svært god lydkvalitet. Riktignok kan en CD skilte med 20 kHz, men det er musikk, og den menneskelige talen ligger langt under 8 kHz.

Koding og dekoding:Talekodekene (kodek er en forkortelse for koding, dekoding) i dagens GSM-nett kalles GSM FR og GSM HR, som står for Full Rate og Halv Rate. Når du snakker mobiltelefon med FR-koding og under gode radioforhold, det vil si med et høyt S/N (signal-støyforhold) er talekvaliteten god, men ikke så god som i fastnettet.

Når trafikken på samme basestasjon øker utover kapasiteten, flyttes en del av brukerne over på HR-koding som bruker mindre plass, men har lavere talekvalitet.

Tidsluker: En basestasjon i mobilnettet kan ha flere såkalte TRX-er, som er senderemottakere. Hver av disse har plass til 8 GSM-kanaler som er multiplekset i tid. Teoretisk gir det 8 FR eller 16 HR samtaler i hver kanal, men i praksis noe mindre på grunn av SMS-er og annen datatrafikk.

Hver slik FR-kanal representerer en kontinuerlig bitstrøm på 22,8 kbit/s, mens en HR-kanal er på 11,4 kbit/s. På denne beskjedne bitstømmen skal talen få plass. Hadde det bare vært så vel, talen får nemlig ikke alle bitene. I verste fall bare en liten del av dem.





Lite til tale

Mens vi får topp lydkvalitet i en ISDN-telefon i fastnettet, er du ikke garantert kvalitet i mobilnettet på GSM. I beste fall. Her må nemlig bitstrømmen fordeles på både tale og kanalkoding. I dagens mobilnett er den delen av bitstrømmen som avsettes til tale i beste fall ved FR-koding 12,2 kbit/s. De resterende 10,6 kbit/s kalles kanalkoding. Den inneholder data som trengs for å kommunisere med basestasjoner og den svært så viktige feilkorreksjonen.

Når en bitstrøm sendes trådløst slik som i mobiltelefoni, oppstår en masse feil. Noen bits kommer ikke frem, andre kommer i feil rekkefølge. Disse feilene må korrigeres for at talen skal bli forståelig. Feilkorreksjonen sendes derfor parallelt med taleraten og har til oppgave å gjenskape lyden når bits faller ut.

Overdreven korrigering

Likevel er det grenser for hvilke undere en slik korreksjon kan utføre. Du har sikkert hørt når selv maksimal feilkorrigering ikke henger med lenger, og det høres ut som om samtalepartneren holder på å drukne. Derfor blir stadig mer av talekanalen brukt til feilkorrigering når forholdene forverrer seg, det vil si jo lenger borte du er fra basestasjonen eller jo mer forstyrrelser og hindringer det er på veien.

Ved en dårlig radioforbindelse spiser kanalkodingen trinnvis mer av den tilgjengelige bitraten helt til 18,05 kbit/s. Det betyr at talekodingen bare får 4,75 kbit/s, og det er ikke mye.

Både FR og HR-koding har det til felles at både kodingen for feilkorreksjon og tale har konstant bitrate, og det betyr mindre fleksibilitet.

I utgangspunktet tar den digitale lyden fra analog- til digitalomvandleren i mobiltelefonen mye bitrate. Langt mer enn det er mulig å overføre i mobilnettet. Derfor blir den komprimert med en teknikk som likner mp3. Utfordringen i nettet er å gjengi høy kvalitet på et minimum av bitrate, spesielt når radioforholdene forverres og når signalet går på halv rate.