Der Fraunhofer Kommunikationscodec Enhanced Voice Services (EVS) trägt zur Verbesserung der Sprachqualität im Mobilfunknetz bei.
Der Mobilfunkstandard 5G gewinnt seit 2019 an Verbreitung. Mit seiner fortschreitenden Nutzung sollen sukzessive die 2G- (GSM-) und 3G- (UMTS-)Netze abgeschaltet werden. Neben gesteigerter Frequenzkapazität (und damit auch schnellerer Datenübertragung) sowie reduzierten Latenzzeiten soll 5G auch deutlich verbesserte Sprachdienste ermöglichen.
Hierzu trägt auch Technologie des Fraunhofer IIS bei. Der Kommunikationscodec Enhanced Voice Services (EVS) ist speziell auf 4G- und 5G-Sprachservices zugeschnitten. Er verbessert deutlich die Robustheit und Qualität von mobilen Telefongesprächen. Im Gegensatz zu den aktuell noch häufig zum Einsatz kommenden Adaptive Multi-Rate- (AMR-) und AMR-Wideband-Codecs macht EVS die Übertragung der vollen hörbaren Audiobandbreite möglich. Seine Bandbreite von 16 kHz sorgt für einen sehr natürlichen Sprachklang und hervorragende Verständlichkeit.
Robuste Gespräche unter schwierigen Bedingungen
Zudem verbessert EVS die Robustheit der Übertragung: Gerade in und zwischen Gebäuden – also überwiegend in urbanen Ballungszentren – können Betonwände und Metallbeschichtungen die Gesprächsqualität beeinträchtigen und sogar dazu führen, dass eine Verbindung abreißt oder gar nicht erst zustande kommt. Dank EVS kann auch unter solch schwierigen Bedingungen länger ein stabiles Gespräch stattfinden. Hierfür sorgt unter anderem der „channel aware mode“, der die hörbaren Auswirkungen von schlechtem Empfang reduziert. Hierfür werden mit jedem neuen Datenpaket die essentiellen Informationen vergangener Pakete übermittelt. Geht ein Datenpaket verloren, können die darin enthaltenen Informationen also aus den Folgepaketen ergänzt werden und damit die Fehlerverschleierungstechnologie von EVS ideal unterstützen.
Dennoch kann es gelegentlich dazu kommen, dass Daten nicht rekonstruiert werden können. Auch dann kommt diese Technologie zum Einsatz, gleicht verlorene Datenpakete aus und sorgt dafür, dass die Gesprächsqualität aufrechterhalten wird. Hierfür wird ein komplexer Algorithmus verwendet, der bei EVS im Vergleich zu Vorgängertechnologien entscheidend weiterentwickelt wurde.
EVS ab 5G in GSMA-Dokumenten festgelegt
Auch die meisten Mobiltelefone, die 4G-Sprachservices unterstützen, sind EVS-fähig. Damit ist es prinzipiell möglich, in 4G-Netzen EVS für höchste Gesprächsqualität einzusetzen. Um sicherzustellen, dass die Technologie in 5G-Sprachdiensten nun durchgängig verwendet wird, hat die Groupe Speciale Mobile Association (GSMA) schon im vergangenen Jahr in ihrem „IMS Profile for Voice, Video and Messaging over 5GS“ (NG.114) die EVS-Implementierung in 5G-fähige Geräte verpflichtend festgeschrieben. Das Fraunhofer IIS hat diesen Prozess mit seiner umfassenden Expertise als weltweit führende anwendungsorientierte Forschungseinrichtung unterstützt. So können sich Netzwerkbetreiber nun darauf verlassen, dass Mobiltelefone in Zukunft EVS-fähig sind und zuverlässig den 5G-Standard abbilden. Dies macht den Wechsel für Netzbetreiber auf der ganzen Welt attraktiv. Insbesondere in Gegenden mit sehr hoher Netzauslastung, bei der nur geringe Datenraten verwendet werden können, werden dank EVS nun trotzdem robuste und hochwertige Sprachservices möglich. Speziell hierfür kann EVS sogar mit Datenraten ab 5,9kbit/s arbeiten. Selbstverständlich sind auch Modi mit einer Übertragungsrate von 13,2 und 24,4 kbit/s möglich, wie sie heute von den meisten mobilen Netzen für Sprachdienste verwendet werden.
Die Fraunhofer-Experten unterstützen als unabhängige Ansprechpartner Unternehmen bei der Integration von EVS in ihre Produkte und Services. Mehr Informationen hierzu finden sie unter https://www.iis.fraunhofer.de/de/ff/amm/kommunikation/evs.html.
Titelbild © Fraunhofer IIS