- Adaptive Multi-Rate Wideband
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Dateiendung: .awbMIME-Type: audio/amr-wb, audio/3gppArt: Audioformat Enthalten in: .3gp Erweitert von: ACELP Erweitert zu: AMR-WB+, VMR-WB Standard(s): ITU-T G.722.2,
Adaptive Multi-Rate Wideband (AMR-WB) ist ein auf Sprachsignale spezialisierter Codec zur verlustbehafteten Audiodatenkompression. Das Verfahren wurde für breitbandigere Sprachverbindungen in Mobilfunksystemen der zweiten und dritten Generation entwickelt und ist ein internationaler Standard unter den Bezeichnungen TS 26.171 (ETSI/3GPP) und G.722.2 (ITU-T).
Die Firmen Ericsson, Nokia und die VoiceAge Corporation (Université de Sherbrooke) halten Patente an ACELP. VoiceAge erhebt Lizenzgebühren für die Nutzung des gesamten Patentpools.
Das 3GPP hat eine Referenzimplemetierung des Codecs im Quellcode veröffentlicht.[1] VoiceAge stellt für Windows-Betriebssysteme eine Experimentier-Version für unkommerzielle Zwecke im Quellcode zur Verfügung.[2] Aus dem OpenCORE-Projekt existiert eine Implementierung als Freie Software, die unter den Bedingungen von Version 2 der Apache-Lizenz verbreitet wird.[3] FFmpeg ermöglichte seit März 2010 zunächst die Nutzung der OpenCORE-Bibliothek und entwickelte im Sommer im Rahmen eines Programmierstipendiums des Google Summer of Code eine eigene freie Implementierung eines Dekoders für das Format.
Inhaltsverzeichnis
Merkmale, Technik
AMR-WB ist mit seiner relativ hohen Abtastrate von 16 kHz ein sogenannter „Breitband“-Codec. Mit dem Einsatz von AMR-WB wird der übertragbare Frequenzumfang gegenüber der bisher üblichen Telephonqualität von 3,4 kHz auf etwa 6,4 kHz beziehungsweise 7 kHz um eine Oktave erweitert. Das Verfahren soll auch dadurch Mischsignale mit Sprach- und Umgebungsgeräuschen besser übertragen können und auch in lauter Umgebung eine bessere Sprachqualität ermöglichen.
AMR-WB basiert auf Algebraic Code Excited Linear Prediction (ACELP). Es sind mehrere Varianten definiert mit jeweils verschiedener Datenrate von zwischen 1,75 (Silence Descriptor, SID, bei Stille) 6,6 und 23,85 kBit pro Sekunde. Die Hauptvariante ist AMR-WB_12.65 mit 12,65 kBits an Daten pro Sekunde, die für reine Sprachsignale gedacht ist. Bei komplexeren Signalen werden entsprechend auf die bitratenintensiveren hochgeschaltet. Bei schlechten Übertragungsbedingungen kann auf die auf „Schmalband“-Wiedergabe beschränkten Varianten mit 8,85 oder 6,6 kbit/s zurückgegriffen werden. Eine mit einer Sprechpausenerkennung kann in Perioden ohne eigentliches Nutzsignal die Übertragung auf sogenannte „Silence Descriptor“ (SID) mit 1,75 kbit/s beschränkt werden (Discontinuous Transmission, DTX), die nurnoch Parameter zur Steuerung eines Komfortrauschgenerators enthalten.
Der Berechnungsaufwand (Komplexität) beträgt laut Hersteller 38,9 WMOPS.[4]
Verwendung
Gemäß dem Verwendungszweck, für den es entwickelt wurde, wird das Verfahren im klassischen Mobilfunk der dritten Generation eingesetzt werden. Die Firma Ericsson hat in Deutschland im UMTS-Netz von T-Mobile im Sommer 2006 mit ausgewählten Kunden in den Städten Köln und Hamburg einen AMR-WB-Betriebstest durchgeführt. Seit Ende 2008 sind im Netz von T-Mobile alle Ericsson-BSCs für AMR-WB vorbereitet und sie sollen im Laufe des Jahres 2011 für Endkunden freigegeben werden.[5] Im Rahmen des CAT-iq ist dieser Codec auch für schnurlose Heimtelephone nach dem DECT-Standard für die breitbandige Sprachübertragung (16 kHz Abtastrate) vorgesehen. Weiterhin wird es auch für IP-Telephonie-Anwendungen eingesetzt. So wird das Verfahren von diversen sogenannten Softphones mit SIP und anderen Übertragungsprotokollen verwendet.
Geschichte
Die grundlegende ACELP-Verfahren wurde 1989 an der Université de Sherbrooke in Kanada entwickelt.[6] Anlass für die Entwicklung von AMR-WB war die Suche des Europäisches Institut für Telekommunikationsnormen (ETSI) und des 3rd Generation Partnership Project (3GPP) nach einem neuen Breitband-Codec mit der Fähigkeit zur Anpassung der Bitrate, eben dem Adaptive Multi-Rate Wideband. Nach einer Machbarkeitsstudie im Frühjahr 1999 wurde Mitte des Jahres der Standardisierungsprozess eingeleitet. Das von den Firmen Nokia und VoiceAge gemeinsam entwickelte Verfahren wurde nach der in der Qualifizierungsphase im Frühjahr 2000 und der von Juni bis Oktober andauernden Auswahlphase im Dezember nach Praxistests für den Standard ausgewählt. Danach wurde die Spezifikation fertiggestellt und im März 2001 abgesegnet.[4] Seit Januar 2001 ist das Verfahren ein von der Internationalen Fernmeldeunion (ITU) empfohlener Standard (G.722.2). Das im 3G-Standard CDMA2000 verwendete Verfahren Variable-Rate Multimode Wideband (VMR-WB) ist nach Vorbild von AMR-WB entwickelt und dazu kompatibel. AMR-WB+ ist eine Weiterentwicklung, die zusätzlich zu ACELP noch Transform Coded Excitation (TCX) einsetzt, um eine bessere Leistung bei anderen als Sprachsignalen bieten zu können.
Weblinks
- Produktseite des Patentinhabers VoiceAge
Quellen
- ↑ http://penguin.cz/~utx/amr
- ↑ http://www.voiceage.com/openinit_amrwb.php
- ↑ http://sourceforge.net/projects/opencore-amr/
- ↑ a b http://www.voiceage.com/media/WidebandSpeech.pdf
- ↑ Mobilfunknetz der Telekom weitgehend für HD-Telefonie gerüstet. auf: teltarif.de 5. Mai 2011, Abgerufen am 5. Mai 2011
- ↑ Technologie de compression de la parole ACELP (französisch).
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