Nebengeräuschunterdrückung bei Mobiltelefonen #####

Nebengeräuschunterdrückung bei Mobiltelefonen

Neue Designanforderungen

Der erheblich höhere Integrationsgrad dieses neuen Audioverarbeitungssystems stellte eine Reihe von Designanforderungen. Zunächst musste ein DSP gefunden werden, der nicht nur das erforderliche, höhere Leistungsniveau bereitstellen konnte, sondern auch eine geeignete Programmierumgebung. Erst sie ermöglicht es, das im Vergleich zu herkömmlichen Echo- und Geräuschunterdrückungsverfahren wesentlich komplexere Design zügig genug zu entwickeln, um den kurzen Entwicklungszyklen der Mobilkommunikationssysteme gerecht zu werden. Die DSP-Plattform »C5000« von Texas Instruments bietet beispielsweise eine gut geeignete Kombination aus Verarbeitungsleistung und hoher integrierter Speicherkapazität, mit der sich mehr Prozessorzyklen nutzen lassen, weil zyklusintensive externe Speicheroperationen entfallen. Wichtig ist die Auswahl einer Architektur, die für die Audioverarbeitung optimiert ist und mit der man durch verschiedene Derivate die Aspekte Energieeffizienz, Peripherieoptionen und kompakte Gehäusegrößen ausgewogen kombinieren kann. Im Fall von TI bietet das umfangreiche Netz unabhängiger Entwickler verschiedene Produktportfolios, die es Geräteherstellern (OEMs) und Designanbietern (ODMs) erleichtern, Funktionen wie beispielsweise Audio-Streaming von MP3- und WMA-Dateien, Bluetooth, Spracherkennung, Telefonbuch-Download und Ähnliches hinzuzufügen.

Der Entwicklungsprozess verwendete modellbasierte Entwurfsmethoden, mit denen sich das komplexe Akustikverhalten mehrerer Geräte modellieren und Testvektoren für diese Geräteumgebungen erzeugen lassen. Für das Design und die Entwicklung dieser Modelle wurde Simulink von Math- Works eingesetzt. Designer erstellten dann ihre eigenen Algorithmenblöcke in CCode, die sich zum Test in diese Simulationsumgebung integrieren ließen. Entwicklungsingenieure setzten das Modell ein, um die Leistung der Echo- und Geräuschunterdrückungssysteme in Software durch den Aufbau von Skripts zu simulieren und typische Betriebsszenarien darzustellen. Durch diesen Ansatz ließ sich ein breiteres Spektrums von Entwürfen evaluieren, und man erhielt einen weitaus größeren Einblick in ihre Leistung. Gleichzeitig konnte der Zeit- und Kostenaufwand des Entwurfsprozesses reduziert werden. Durch die Möglichkeit, das Modell schnell zu ändern und die Leistungsänderung zu beobachten, ließ sich das Design in kurzer Zeit auf Audioleistung hin optimieren.

Sobald die Entwicklungsingenieure mit dem in der Simulation erreichten Systemverhalten zufrieden waren, erzeugten sie ein Binärtarget in C-Code für die DSP-Plattform »TMS320C5000«. Dafür sorgte die integrierte Entwicklungsumgebung »Code Composer Studio«, die auch während des Testens das Debuggen des binären Images auf Quellcode- Ebene ermöglichte, sodass die Ingenieure ihr Design einfach von Fehlern befreien konnten. Da diese Entwicklungsumgebung Targets modellieren kann, können Ingenieure die Leistung ihres Designs auf realer Hardware mit simulierten Eingaben überprüfen. Später ermöglichten kleinere Optimierungen des Codes die Evaluierung mit realen Audio-Ein- und -Ausgängen unabhängig vom Simulationsmodell. Die beste Leistung der Echound Geräuschunterdrückung hängt von einer Systemlösung ab, die sich dynamisch an die veränderten Umgebungsbedingungen anpassen kann. Die dynamische Anpassung von Systemparametern gewährleistet die schnelle Reaktion auf Umgebungsänderungen. Damit werden intermittierende Echos und Geräusche vermieden, die bei der Technik der gegenwärtigen Generation ein Problem darstellen können. Das Testen dieser Lösung ist schwierig, wenn keine gute Modellierungsumgebung verwendet wird. Ein entscheidendes Merkmal für das Endprodukt ist die Auswahl der richtigen DSP-Technik, die nicht nur die erforderliche Signalverarbeitungsleistung bereitstellt, sondern auch eine Entwicklungsinfrastruktur, um ein Produkt in angemessener Zeit auf den Markt zu bringen.

Autoren:

Greg Eslinger ist Vice President of Engineering bei Acoustic Technologies. Telefon 00 46/8/55 57 88 80 www.acoustictech.com
John Dixon ist Worldwide Low Power DSP Manager bei Texas Instruments. Telefon 0 81 61/80 33 11 www.ti.com/sc/epic

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