Funkübertragung von Audiosignalen mit prädiktiver Soft-Decision-Dekodierung

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Bei digitalen Übertragungssystemen für Audiosignale existieren hohe Anforderungen an die Robustheit gegenüber Übertragungsstörungen bei einer gleichzeitig möglichst geringen Verzögerung (Latenz). Aufgrund der Latenzbeschränkung verbietet sich jedoch der Einsatz von herkömmlichen effizienten Fehlerschutzverfahren zur Erhöhung der Robustheit im Rahmen einer Kanalkodierung. Allerdings beinhalten hochqualitative und insbesondere unkomprimierte Audiosignale mit feiner Quantisierung in einem großen Maße implizite Redundanz, welche zur Verschleierung von Übertragungsfehlern ausgenutzt werden kann. Viele effektive Fehlerverschleierungsverfahren nach demStandderTechnik eignen sich aus Komplexitätsgründen jedoch nicht für solche Signale mit hohen Bitraten. Daher werden in dieser Arbeit neuartige Ansätze zur robusten Dekodierung von hochqualitativen Audiosignalen präsentiert, welche die implizite Redundanz mittels innovativer prädiktiver Verfahren effizient nutzbar machen und zudem Zuverlässigkeitsinformationen des Übertragungskanals sowie optional explizite Redundanz in Form von zusätzlichen Fehlerschutzinformationen ausnutzen. Die Dekodierung findet entweder vollständig latenzfrei oder mit einer sehr geringen algorithmischenLatenz von wenigen Abtastwerten innerhalb eines auf Bayesscher Statistik basierenden Konzepts zur robusten kombinierten Kanal- und Quellendekodierung statt. Die entwickelten Algorithmen werden anhand umfangreicher Untersuchungen mit simulierten drahtlosen Audioübertragungen evaluiert und mit Verfahren nach dem Stand der Technik verglichen. Dabei zeigt sich, dass die Audioqualität bei Übertragungsstörungen mit Hilfe der neuartigen Verfahren deutlich gesteigert werden kann. Zur Behandlung von Signalschwund (engl. Fading )werdenweiterhinKonzepte zur Rekonstruktion von stark gestörten oder verlorenen Empfangswerten vorgestellt, welche eine Fehlerverschleierung auch in Phasen mit stark gesunkener Empfangsleistung erlauben. Schließlich wird auf Basis der präsentierten Ansätze eine praktische Lösung für eine latenzfreie robuste Funkübertragung von Mikrofonsignalen vorgestellt. Im Vergleich zu einem System mit einem herkömmlichen Faltungskode als Fehlerkorrekturverfahren zeigtsich, dassdie vorgeschlagene Lösung zu einem deutlich sanfteren Abklingen der Audioqualität bei abnehmender Übertragungsqualität führt.