Banda ancha multivelocidad adaptativa

AMR-WB ( Adaptive Multi-Rate Wideband ) es un estándar patentado de codificación de audio de voz de banda ancha desarrollado a partir de la codificación adaptativa multi-velocidad , utilizando una metodología similar a la predicción lineal excitada por código algebraico (ACELP). AMR-WB proporciona una calidad de voz mejorada debido a un ancho de banda de voz más amplio de 50 a 7000 Hz en comparación con los codificadores de voz de banda estrecha , que generalmente están optimizados para la calidad de línea alámbrica POTS de 300 a 3400 Hz. AMR-WB fue desarrollado por Nokia ^{[ 1 ]} y VoiceAge y fue especificado por primera vez por 3GPP. ^{[ 2 ]}  

AMR-WB está codificado como G.722.2, un códec de voz estándar de la UIT-T , conocido formalmente como codificación de voz de banda ancha a aproximadamente 16  kbit/s mediante banda ancha multivelocidad adaptativa (AMR-WB) . G.722.2 AMR-WB es el mismo códec que el 3GPP AMR-WB. Las especificaciones 3GPP correspondientes son TS 26.190 para el códec de voz ^{[ 3 ]} y TS 26.194 para el detector de actividad de voz ^{[ 4 ] .}

El formato AMR-WB tiene los siguientes parámetros: ^{[ 5 ]}

• Bandas de frecuencia procesadas: 50–6400  Hz (todos los modos) más 6400–7000  Hz (  solo modo de 23,85 kbit/s)
• Tamaño de trama de retardo: 20  ms
• Mira hacia adelante: 5  ms
• El códec AMR-WB emplea un filtro divisor de banda; el retardo unidireccional de este filtro es de 0,9375  ms ^{[ 6 ].}
• Complejidad: 38 WMOPS , RAM 5,3  kilopalabras
• Detección de actividad de voz , transmisión discontinua , generador de ruido de confort
• Punto fijo: código C bit-exacto
• Punto flotante: en desarrollo

Una extensión de archivo común para el formato de archivo AMR-WB es .awb. También existe otro formato de almacenamiento para AMR-WB que es adecuado para aplicaciones con requisitos más avanzados en el formato de almacenamiento, como acceso aleatorio o sincronización con video. Este formato es el formato de contenedor 3GP especificado por 3GPP , basado en el formato de archivo de medios base ISO . ^{[ 7 ]} 3GP también permite el uso de flujos de bits AMR-WB para sonido estéreo.

AMR-WB funciona, al igual que AMR , con nueve velocidades de bits diferentes. La velocidad de bits más baja que proporciona una excelente calidad de voz en un entorno limpio es de 12,65  kbit/s. Las velocidades de bits más altas son útiles en condiciones de ruido de fondo y para música. Asimismo, las velocidades de bits más bajas de 6,60 y 8,85  kbit/s ofrecen una calidad aceptable, especialmente en comparación con los códecs de banda estrecha.

Las frecuencias de 6,4  kHz a 7  kHz solo se transmiten en el modo de mayor velocidad de bits (23,85  kbit/s), mientras que en el resto de los modos el decodificador genera sonidos utilizando los datos de menor frecuencia (75–6400  Hz) junto con ruido aleatorio (para simular la banda de alta frecuencia). ^{[ 8 ]}

Todos los modos se muestrean a 16  kHz (con una resolución de 14 bits) y se procesan a 12,8  kHz.

Las tasas de bits son las siguientes:

• Configuración multivelocidad obligatoria
  • 6,60  kbit/s (utilizado para conexiones GSM y UMTS conmutadas por circuitos ; solo debe utilizarse temporalmente durante malas conexiones de radio y no se considera voz de banda ancha ).
  • 8,85  kbit/s (utilizado para conexiones GSM y UMTS conmutadas por circuitos; solo debe utilizarse temporalmente durante malas conexiones de radio y no se considera voz de banda ancha ; proporciona una calidad equivalente a G.722 a 48  kbit/s para una voz nítida).
  • 12,65  kbit/s (tasa de bits principal; se utiliza para conexiones GSM y UMTS conmutadas por circuitos; ofrece una calidad de audio superior a AMR a esta tasa de bits o superior; proporciona una calidad igual o mejor que G722 a 56  kbit/s para una voz nítida).
• Mayores tasas de bits para la voz en entornos con ruido de fondo adverso, voz y música combinadas y videoconferencias con múltiples participantes.
  • 14,25  kbit/s
  • 15,85  kbit/s
  • 18,25  kbit/s
  • 19,85  kbit/s
  • 23,05  kbit/s (no está diseñado para canales GSM de velocidad completa)
  • 23,85  kbit/s (proporciona una calidad equivalente a G.722 a 64  kbit/s para voz nítida; no está diseñado para canales GSM de velocidad completa).

Notas: "El modo del códec se puede cambiar cada 20 ms en canales 3G WCDMA y cada 40 ms en canales GSM/GERAN. (Para la interoperabilidad de operación libre en tándem con GSM/GERAN, la frecuencia de cambio de modo está restringida en 3G a 40 ms en codificadores AMR-WB.)" ^{[ 9 ]}

Cuando se utilizan en redes de telefonía móvil, existen tres configuraciones diferentes (combinaciones de velocidades de bits) que se pueden utilizar para los canales de voz:

• Configuración A (Config-WB-Code 0): 6,6, 8,85 y 12,65  kbit/s (Configuración multivelocidad obligatoria)
• Configuración B (Config-WB-Code 2): 6,6, 8,85, 12,65 y 15,85  kbit/s
• Configuración C (Config-WB-Code 4): 6,6, 8,85, 12,65 y 23,85  kbit/s

Esta limitación se diseñó para simplificar la negociación de la tasa de bits entre el terminal y la estación base, simplificando así enormemente la implementación y las pruebas. Todas las demás tasas de bits pueden seguir utilizándose para otros fines en las redes de telefonía móvil, como mensajería multimedia, transmisión de audio, etc.

El códec AMR-WB ha sido estandarizado por un consorcio de fabricantes de telefonía móvil para su uso futuro en redes como UMTS . Su calidad de voz es alta, pero las redes más antiguas deberán actualizarse para admitir un códec de banda ancha.

En octubre de 2006, T-Mobile realizó las primeras pruebas de AMR-WB en una red desplegada en Alemania, en cooperación con Ericsson. ^{[ 10 ] [ 11 ]}

En 2007, NSN lanzó comercialmente una línea de productos 3G y VoIP con capacidad TrFO AMR-WB de extremo a extremo (M13.6 MSS , U3C MGW ). La compatibilidad con TFO AMR-WB se lanzó comercialmente en 2008 (M14.2, U4.0). La negociación TFO/TrFO de extremo a extremo y la optimización durante la llamada (por ejemplo, en eventos de transferencia , CF o CT ) se lanzaron en 2009 (M14.3, U4.1).

A finales de 2009, Orange UK anunció que introduciría AMR-WB en su red en 2010. ^{[ 12 ] [ 13 ]} En Francia, Orange SA y SFR utilizan el formato AMR-WB en sus redes 3G+ desde finales del verano de 2010.

WIND Mobile en Canadá lanzó HD Voice (AMR-WB) en su red 3G+ en febrero de 2011. WIND Mobile también anunció que varios teléfonos serían compatibles con HD Voice (AMR-WB) en la primera mitad de 2011, ^{[ 14 ]} siendo el primero el Alcatel Tribe. ^{[ 15 ]}

En enero de 2013, T-Mobile se convirtió en la primera red basada en GSM/UMTS en los EE. UU. en habilitar AMR-WB. ^{[ 16 ]}

En febrero de 2013, Chunghwa Telecom se convirtió en la primera red basada en GSM/UMTS en Taiwán en habilitar AMR-WB. ^{[ 17 ]}

En agosto de 2013, Kyivstar introdujo en Ucrania el estándar AMR-WB. ^{[ 18 ]}

Nokia desarrolló ^{[ 19 ]} el formato VMR-WB para redes CDMA2000 , que es totalmente interoperable con 3GPP AMR-WB. AMR-WB también es un formato ampliamente adoptado en teléfonos móviles para tonos de llamada. ^{[ 20 ]}

El formato de voz de banda ancha AMR debe ser compatible con los servicios multimedia 3G cuando se admita la voz de banda ancha que funcione a una frecuencia de muestreo de 16 kHz. Este requisito está definido en las especificaciones técnicas de 3GPP para el subsistema multimedia IP (IMS), el servicio de mensajería multimedia (MMS) y el servicio de transmisión de paquetes conmutados de extremo a extremo transparente ( PSS ). ^{[ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]} En las especificaciones de 3GPP, el formato AMR-WB también se utiliza en el formato de contenedor 3GP. 

La patente de AMR expiró en 2024. ^{[ 24 ]} Anteriormente, VoiceAge Corporation tenía licencia para G.722.2. ^{[ 25 ] [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]}

Para la codificación y decodificación de AMR-WB, existe una biblioteca de código abierto llamada OpenCORE . El códec OpenCORE se puede utilizar en ffmpeg .

Para la codificación, también existe otra biblioteca de código abierto, proporcionada por VisualOn . Está incluida en el sistema operativo móvil Android .

• Servicios de voz mejorados (EVS)
• Multitasa adaptativa (AMR)
• Multivelocidad adaptativa extendida – Banda ancha (AMR-WB+)
• Media tarifa
• Tarifa completa
• Tarifa completa mejorada (EFR)
• G.722
• G.722.1
• 3GP
• Comparación de formatos de codificación de audio
• Perfil de audio y vídeo RTP
• audio de banda ancha

• Recomendación G.722.2 (AMR-WB) de la UIT-T – especificación técnica
• Códec de voz de banda ancha multivelocidad adaptativa (AMR-WB); funciones de transcodificación; especificación técnica 3GPP TS 26.190.
• Códec de voz de banda ancha multivelocidad adaptativa (AMR-WB); Detector de actividad de voz (VAD); Especificación técnica 3GPP TS 26.194
• Códec de voz de banda ancha de velocidad múltiple adaptativa (AMR-WB); Descripción general; Especificación técnica 3GPP TS 26.171 de 3GPP
• Especificaciones de códecs 3GPP; 3G y posteriores / GSM, serie 26
• RFC 4867 – Formato de carga útil RTP y formato de almacenamiento de archivos para los códecs de audio de velocidad múltiple adaptativa (AMR) y de banda ancha de velocidad múltiple adaptativa (AMR-WB) 
• RFC 4281 – El parámetro Codecs para tipos de medios "Bucket" 
• En lo más profundo de la red, episodio 2: AMR-WB: calidad de audio similar a la de Skype para redes móviles
• Estándares y aplicaciones de codificación de voz de banda ancha
• 3GPP – Grupo de Especificaciones Técnicas: Servicios y Aspectos del Sistema
• Guía para implementadores de la UIT-T para G.722.2
• Informe sobre telefonía móvil de alta definición mediante AMR Wideband, a fecha de 20 de febrero de 2012.