Die bisher beschriebenen GSM–Codecs arbeiten hinsichtlich Sprach– und Kanalcodierung unabhängig von den Kanalbedingungen und der Netzauslastung stets mit einer festen Datenrate. 1997 wurde ein neues adaptives Sprachcodierverfahren für Mobilfunksysteme entwickelt und kurz darauf durch das European Telecommunications Standards Institute (ETSI) nach Vorschlägen der Firmen Ericsson, Nokia und Siemens standardisiert. Bei den Forschungsarbeiten zum Systemvorschlag der Siemens AG war der Lehrstuhl für Nachrichtentechnik der TU München, der dieses Lerntutorial LNTwww zur Verfügung stellt, entscheidend beteiligt. Näheres hierzu finden Sie unter[Hin02].
Der Adaptive Multi–Rate Codec
– abgekürzt AMR – zeichnet sich durch folgende Eigenschaften aus:
Er passt sich flexibel an die aktuellen Gegebenheiten des Funkkanals und an die Netzauslastung an, indem er entweder im Vollraten–Modus (höhere Sprachqualität) oder im Halbraten–Modus (geringere Datenrate) arbeitet. Daneben gibt es noch etliche Zwischenstufen.
Er bietet sowohl beim Vollraten– als auch beim Halbratenverkehrskanal eine verbesserte Sprachqualität, was insbesondere auf die flexibel handhabbare Aufteilung der zur Verfügung stehenden Brutto–Kanalrate zwischen Sprach– und Kanalcodierung zurückzuführen ist.
Er besitzt eine größere Robustheit gegenüber Kanalfehlern als die Codecs aus der Frühzeit der Mobilfunktechnik. Dies gilt besonders beim Einsatz im Vollraten–Verkehrskanal.
Der AMR–Codec stellt acht verschiedene Modi mit Datenraten zwischen 12.2 kbit/s (244 Bit pro 20 ms) und 4.75 kbit/s (95 Bit pro Rahmen) zur Verfügung. Drei Modi spielen eine Sonderrolle, nämlich
12.2 kbit/s – der verbesserte GSM–Vollraten–Codec (EFR-Codec),
7.4 kbit/s – die Sprachkompression gemäß dem US–amerikanischen Standard IS–641, und
6.7 kbit/s – die EFR–Sprachübertragung des japanischen PDC–Mobilfunkstandards.
Die nachfolgenden Beschreibungen beziehen sich meist auf den Modus mit12.2 kbit/s.
Alle Vorgänger–Verfahren des AMR basieren auf der Minimierung des Prädiktionsfehlersignals durch eine Vorwärtsprädiktion in den festen Teilschritten LPC, LTP und RPE. Im Gegensatz dazu verwendet der AMR-Codec eine Rückwärtsprädiktion gemäß dem Prinzip „Analyse durch Synthese”. Dieses Codierungsprinzip bezeichnet man auch als
Algebraic Code Excited Linear Prediction (ACELP).
