Jedem GSM-Teilnehmer steht maximal die Netto–Datenrate 22.8 kbit/s zur Verfügung, während im ISDN–Festnetz mit einer Datenrate von 64 kbit/s (bei 8 Bit Quantisierung) bzw. 104 kbit/s (bei 13 Bit Quantisierung) gearbeitet wird. Aufgabe der Sprachcodierung bei GSM ist die Beschränkung der Datenmenge zur Sprachsignalübertragung auf 22.8 kbit/s und eine bestmögliche Reproduktion des Sprachsignals auf der Empfängerseite. Die Funktionen des GSM–Coders und des GSM–Decoders sind meist in einer Funktionseinheit zusammengefasst, die als Codec bezeichnet wird.
Zur Sprachcodierung und –Decodierung werden verschiedene Signalverarbeitungsverfahren angewandt:
-
Der GSM Fullrate Vocoder (deutsch: GSM–Vollraten–Sprachcodec) wurde 1991 aus einer Kombination von drei Kompressionsmethoden für den GSM–Funkkanal standardisiert. Er basiert auf Linear Predictive Coding (LPC) in Verbindung mit einer Long Term Prediction (LTP) und einer Regular Pulse Excitation (RPE).
-
Der GSM Halfrate Vocoder (deutsch: GSM–Halbraten–Sprachcodec) wurde 1994 eingeführt und bietet die Möglichkeit, Sprache bei nahezu gleicher Qualität in einem halben Verkehrskanal (Datenrate 11.4 kbits/s) zu übertragen.
-
Der Enhanced Fullrate Vocoder (EFR–Codec) wurde 1995 standardisiert und implementiert, ursprünglich für das nordamerikanische DCS1900–Netz. Der EFR–Codec bietet gegenüber dem herkömmlichen Vollraten–Codec eine bessere Sprachqualität.
-
Der Adaptive Multi–Rate Codec (AMR–Codec) ist der neueste Sprachcodec für GSM. Er wurde 1997 standardisiert und 1999 vom Third Generation Partnership Project (3GPP) auch als Standard–Sprachcodec für Mobilfunksysteme der 3. Generation wie UMTS vorgeschrieben.
Sie können sich die Qualität dieser Sprachcodierverfahren bei Sprache und Musik mit dem folgenden Interaktionsmodul verdeutlichen:
Diese Audio–Animation berücksichtigt auch den Wideband–AMR, der momentan (2007) für UMTS entwickelt und standardisiert wird. Im Gegensatz zum herkömmlichen AMR, bei dem das Sprachsignal auf den Frequenzbereich von 300 Hz bis 3.4 kHz bandbegrenzt wird, geht man beim WB–AMR von einem Wideband–Signal (0.2 – 7 kHz) aus. Dieser ist somit auch für Musiksignale geeignet.
