Em comunicações digitais, o efeito do ruído no canal é provocar erros de interpretação pelo receptor (trocas de zeros por uns, e vice-versa). Imagine o receptor como um carro em uma estrada. Quanto mais fechadas e freqüentes as curvas na estrada, maior a chance de derrapagem. O carro (receptor) precisa grudar na estrada (sinal), para evitar derrapagens (erros de interpretação). Para minimizar as “derrapagens” de recepção temos que diminuir a quantidade de transições de estado no sinal transmitido (um para zero e vice-versa – esta taxa de transições por segundo é denominada baud rate). Este é o papel das técnicas de modulação, que não vamos discutir aqui. O que nos interessa aqui é que, quanto menor o bit rate do sinal a ser modulado, mais simples (e baratas) ficam as técnicas de modulação que precisam ser usadas para atingir o baud rate desejado. É aqui que entram as técnicas de codificação do sinal. Métodos de codificação são algoritmos que reduzem o bit rate, “comprimindo” a quantidade original de bits do sinal na transmissão, e “descomprimindo” na recepção. Daqui em diante vamos examinar os métodos de codificação aplicáveis para o problema de transmitir e receber os dados que representam voz humana, em um contexto de aplicações de telefonia.

Famílias de Algoritmos

Os diferentes algoritmos para codificação de voz, que também são conhecidos como CODECs (enCOders/DECoders) ou VOCODERs (VOice enCODers/decodERs), podem ser agrupados em três grandes “famílias” genéricas:

Os sistemas de telefonia fixa, telefonia celular de primeira geração e VoIP (Voice over IP) usam codificação por forma de onda. Nos sistemas de telefonia celular de segunda e terceira geração usa-se codificação híbrida no enlace de rádio entre o usuário e a BTS (base transceiver station) e no enlace entre as BTSs e a BSC (base station controller) e codificação por forma de onda da BSC em diante. Codificação por síntese praticamente só é utilizada em aplicações militares, mas é relativamente popular entre os músicos, para criar efeitos de “voz robótica”.

Qualidade da Voz

Uma vez que mencionamos qualidade da voz como um parâmetro de comparação entre os vários tipos de VOCODERs, precisamos definir melhor o que isto significa. Embora possamos usar fórmulas analíticas para determinar a “qualidade” de um sistema de comunicação de voz, em termos de distorção entre o sinal recebido e o sinal original, nada disto é útil se o usuário não considerar o resultado aceitável. O que vale, então, é o princípio geral da qualidade: atender às expectativas do cliente. O que o usuário de telefonia deseja? Duas coisas:

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