携帯電話の音響規格のはなし

アメニティ&サウンド 音と快適の空間へ vol.28
音響と技術 メールマガジン
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音響技術とソフトウェア、ハードウェア開発

音響と開発 : Sound & Development
株式会社エーアールアイ / ARI
ARI CO.,LTD.
アメニティ&サウンド 音と快適の空間へ

携帯電話の音響規格のはなし

28

メールマガジン「アメニティ サウンド 音と快適の空間へ」は、現在、休刊中です。 バックナンバーのコラムの内、サウンドコラムと技術開発コラムは、 サウンド、技術開発コラム に再編集、一部加筆修正して掲載していますので併せてご利用ください。

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■ アメニティ&サウンド 音と快適の空間へ【Vol.28】2003年4月17日
□    携帯電話の音響規格のはなし
□    http://www.ari-web.com/
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□はじめての方へ、
このメールマガジンのご登録をいただきましてありがとうございます。
「アメニティ&サウンド 音と快適の空間へ」は、隔週(第1、第3木曜日)
にお届けしています。内容を充実できるようにがんばりますので、末永く
お付き合いいただけますようお願い申し上げます。

 ■□■□■ CONTENTS Vol.28 □□□□□□□□□□□□□□□□□

  1.開発ツールの話(21)
    デバッガ、ICE (8)
  2.サウンド(26)
    テクノロジーと本質の視点
  3.3GPP音声通信(21)
    携帯電話の音響規格のはなし
  4.19.2チャンネルの音響システム(URLクリッピング)

………………………………………………………………………………………
■1.開発ツールの話(21) デバッガ、ICE (8)
………………………………………………………………………………………
 前回は7番の各種ファイルのロード、セーブについて、シンボル
 ファイルの話題でした。今回も、ファイルについての続きです。

   1.CPU、DSPの内部の状態(レジスタ、フラグなど)モニター
   2.プロセッサ周辺のモニター(メモリ、I/Oなど)
   3.実行の停止(ブレーク、指定場所、条件付きブレーク)
   4.1ステップ実行(ソースコード、実行コードでの1行実行)
   5.任意部分の実行(および再実行)
   6.ヒストリー(各種モニター情報の来歴記録)
   7.各種ファイルのロード、セーブ
   8.シンボル化(シンボル情報の読み込み、設定、編集)
   9.CPU、DSPの内部の状態(レジスタ、フラグなど)モニター
  10.プロセッサ周辺のモニター(メモリ、I/Oなど) 

  ▼前回までの内容は、バックナンバーをご覧ください。
  http://www.ari-web.com/mm/bn/index.htm

 ■7.各種ファイルのロード、セーブ - 2 -
 ファイルをメモリイメージのままロード、セーブする機能は、バッ
 クアップメモリにユーザーデータやプリセットデータを持つ機器の
 開発などをしていると良く利用する機能です。

 電池バックアップされるCMOS系のSRAMや、ROM領域などですとイメ
 ージをそのままメモリにロードしたり、デバッグ中のメモリイメー
 ジをそのままバイナリでファイルにセーブしたりするのが容易です
 が、シリアル経由によってアクセスするタイプのメモリ・カードや、
 プログラム方法の決まったEEP-ROM、フラッシュ・メモリ、バンク
 切替メモリなどの場合には、ローダーなどのデバッグ用コードが必
 要になります。

 開発のために環境を整える作業の中に、実機で動作するメモリロー
 ダーなど、ICEでデバッグ環境でのみ実効することが前提の機能コ
 ードを設計、実装する作業も含まれます。

 このあたりは、大きなプロジェクトでは、最初から検討されますが
 開発者の提案や工夫によって効率化されている場合もめずらしくあ
 りません。現在は、EEP-ROM、フラッシュメモリなどの書き換え可
 能なROMやメモリカードスロットを搭載している機器が多いので、
 このメモリとパソコン上のファイルのロード、セーブのツール、コ
 ードは、組み込み系の機器開発の上でのノウハウの1つと言えるか
 も知れません。

  ▼ASII24 アスキーデジタル用語辞典
   EEPROM
  http://yougo.ascii24.com/gh/01/000117.html
   フラッシュメモリ
  http://yougo.ascii24.com/gh/01/000118.html

 書籍などでは、あまり出現しないのですが、この手のコードや、前
 回ご紹介したようなICEを使う上でのツールを作るなどという作業
 も開発過程では必要になります。メモリに限らず、ハードデバッグ
 のためのコードというのが必要で、開発者の工夫や実力によって差
 が生じやすい部分だと思います。

 音響機器などでも、アナログの場合には、ハードウェアの試作が出
 来ると通電した時点で動作確認できるのですが、デジタルの場合に
 は、ソフトウェアが走らないと、全くなにも起こらないことが多い
 ため、基準音の発信プログラムや、各種ハードウェアスキャンなど、
 スタートアップコードと一緒にデバッグのタイミングで利用できる
 ように設計、実装しておく必要があります。

 また、正常動作しなかった場合の原因究明は、大変なので(何も起
 こらないだけに陥りやすい)、カスタムチップ、CPU、DSPなど、
 部分的な動作検証ができるよう工夫したデバッグコードを設計する
 能力も要求される場合があります。

 それでは、次回もよろしくお付き合いください(^^)。

  ▼ARIは、デジタル機器のハードウェア、ファームウェアの開発を
   お手伝いしています。
  http://www.ari-web.com/develop/index.htm

………………………………………………………………………………………
■2.サウンド(26) テクノロジーと本質の視点
………………………………………………………………………………………
 このコラムは音や音響についての話題をお届けしています。

 「IT化はローコスト化ではない」というITバブルに対する記事を見か
 けました(それほど最近でもないかもしれません)。IT化が即、ロー
 コスト化をもたらすものではなく、IT化によって、業務が効率化でき
 る場合には、業務のローコスト化が図れるのであって、多大な設備投
 資や、業務改善を伴わないIT化は、かえってコスト増につながるとい
 うものです。
 
 あらためて言われなくても、あたりまえだという気がしますが、IT化
 に限らず、あらゆる技術について、このような「技術=何かの特性」
 と置き換えられた認識が一人歩きしているものは存在しているように
 思います。

 IT(インフォーメーション・テクノロジ)は、業務ローコスト化の本質
 ではないという自明のものですがオーディオでは「デジタル=高音質」
 のような置換が存在しているように、様々な技術について、本質では
 ない認識がなされる場合は多いように思います。

  ▼やはり「IT」の用語説明といえば...
   @IT(アットマーク・アイティ) Insider's Computer Dictionary
   IT(Information Technology)【アイ・ティー】
  http://www.atmarkit.co.jp/icd/root/44/748663944.html

 ■デジタル・オーディオは高音質か?
 あらためて語るまでもなく、「違う」ということは皆様も良くご存知
 の通りです。ただし、デジタル・オーディオ聡明期にCDの規格や製品
 を持ってオーディオ評論などで語られたような、アナログ対デジタル
 という意味ではありません。
 
 デジタル・オーディオの本質は、記録再現性(同様の理由で伝送経路
 での耐ノイズ性能)を「工業的」に高音質化することが比較的容易で
 あるということに尽きるかと思います。

 デジタル・オーディオの本質が、ノイズに強いわけでも、高音質なわ
 けでもありません(アナログ・オーディオを支持するつもりではあり
 ません)。

 工業的な技術によって伝送経路や記録媒体での再現性(ノイズや歪な
 どによる劣化)を向上させるのに都合が良い方式であるというのが、
 デジタル・オーディオの本質であると言えます。オーディオに限らず、
 通信も、映像も、NC加工なども全てデジタル化については同様の本質
 がスタートラインであることを認識することが重要です。(さらに、
 信号処理技術や数学的手法による加工処理などを実現するのが容易で
 あるというのも重要な点です)

  ▼ご参考まで(内容に関係があるわけではありません)
   EDN Japan Cover story 2003年4月号
   「高分解能デジタル・オーディオ技術を総ざらい」
  http://www.ednjapan.com/edn_j/2003/04/cover0304.html

 余談ですが、かつて、80年代に、サンプリング音楽の楽器として名を
 馳せたE-mu社のイミュレーターという楽器がありました。

 サンプリングというのは、音をデジタル録音したものをピッチ(音程)
 を換えて再生したり音質を加工することで楽器とするものです。

 当時のサンプリング音源の解像度は8ビット(ノンリニア)、ですか
 ら当然、音はローファイです。アナログ楽器よりは、明らかにローフ
 ァイですが、記録された音の再現性の高さというデジタルの本質は備
 えています(E-muの音の加工はアナログでハイブリット方式の音源と
 言えます)。

 アナログ方式のサンプリング楽器には、メロトロン、ノバトロンとい
 うアナログテープを利用したものがあります。今は、もう、テープ式
 の後継機はありませんが、音楽CDで音を聴く事ができます。有名な所
 では、レッドツェッペリンの「天国への階段」という曲の冒頭のパン
 フルートの音がメロトロンです(昨年だったか、TVドラマの主題化に
 なっていたので、TVスポットなどでも流れていました。しかし、スポ
 ットではパンフルートが出てくるところまでは使って無かったと思い
 ます。番組では7分を超える長い局をどこで切っていたのか知らない
 のですが、イントロはカットしていないと思います)。

  ▼E-mu社のアーカイプスにE-IIIなどの古い機種のカタログがあり
   ます(E-MU/ENSONIQ社になっていることもあってヒストリーとい
   うほど古いものまではありません)
  http://www.emu.com/

  ▼ノバトロンはデジタルで生きているようです。
   ドイツ・フランクフルト2003 musicmesseでの発表が掲載され
   ています(3月6日)。
   (株)フックアップの取り扱いです。
  http://www.hookup.co.jp/

 余談になりましたが、NC(数値制御)加工でも、職人のアナログ的感覚
 の方が上であっても、NC加工でデジタル化することによって職人技が、
 かなりのレベルまで再現できることが有用であると認識されています。
 「NC加工が精度があるもの」というのは、NCの本質ではなく、ある領
 域での再現精度が優れているということが重要な性質です(ご存知の
 ようにハイテク、高精度ですが)。

 写真、特にレントゲンなどでは、アナログ方式の方が再現精度が優れ
 ているかもしれません(現段階では)。技術とその本質を見る視点と
 いうのは重要ですね。

 それでは、次回もよろしくお付き合いください(^^)。前回までの内容
 については、バックナンバーをご覧ください。

  ▼バックナンバー目次
  http://www.ari-web.com/mm/bn/index.htm

………………………………………………………………………………………
■3.3GPP音声通信(21) 携帯電話の音響規格のはなし 
………………………………………………………………………………………
 前回は、3GPPの測定項目ごとの測定方法や計算方法などをご紹介しま
 した。今回は3GPPの規格についてです。

 はじめに、3GPPとは3rd Generation Partnership Projectの略で
 第3世代の移動体通信システム(携帯端末など)の規格を世界的に標準
 化するためのプロジェクトです。つまり、3GPPでは第3世代の携帯端末
 に要求する機能・性能・方式などを規格化しています。

  ▼3GPP(3rd Generation Partnership Project)
  http://www.3gpp.org/

 3GPP規格は、第2世代までの経験から、国際ローミングなど志の高い
 スタートを切った規格策定プロジェクトでしたが、やはり、国際ロー
 ミングのために通信規格を1本化するなどは難しく、各種互換などあ
 らゆる点が検討されて現在のように策定されました。

 通信関係の規格の国際的な標準化は、国際電気通信連合 ITU(Intern-
 ational Telecommunication Union)の電気通信標準化部門(Teleco-
 mmunications Standardization Sector)進めています。

 3GPP規格で参照しているITU-T勧告は、ITUによって策定されたもの
 です。

  ▼ITU-T(International Telecommunication Union
    Telecommunications Standardization Sector)
  http://www.itu.int/ITU-T/

 音声については、通信データ量の増加によってもたらされる高音質化
 によって、第2世代とは異なる音声規格が必要とされ、それまで以上
 に音声評価や測定方法に通話、端末、通信の特性による細かい配慮が
 盛り込まれた規格案とされました。

 固定電話と同様、電話器としての通話特性と、無線通信機であること
 には違いはありませんので、帯域の考え方や電波を通す場合の考え方
 などは、従来の無線通話と同様のものではありますが、携帯電話には、
 デジタル化による音声コーデックの影響と、小型、軽量化、ハンズフ
 リーでの通話などが考慮されたものになっています。

 音声コーデックの影響を考えてみますと、ADPCM方式であったPHSとは
 異なり、PDC(第2世代、デジタル携帯)では、周囲雑音を受話器で受音
 した場合、音声コーデックによって人声と一緒にコード化され、全く
 異なる音声として通話先で再生されることになるため、周囲の環境雑
 音の影響を考慮した方が良い点などが挙げられます。

 ADPCM方式の場合、比較的、安定した通話が維持できる音声信号であっ
 ても、第2世代のPSI-CELP方式(Pitch Synchronous Innovation -
 Code Excited Linear Prediction)では、圧縮コードによって通話さ
 れるため、全く異なる音声に変換され、通話が成立しなくなることが
 あります。駅のプラットフォームなど周囲雑音が大きい場所から通話
 している携帯電話の音声が時として意味不明な音声となって良く判ら
 ない場面など経験された方も多いかと思います。

   ▼「圧縮と通話のはなし」を第1回の話題にしました。
    よろしければご覧ください。(バックナンバー Vol.6)
   http://www.ari-web.com/mm/bn/20020516.htm

 さらに、特定の規則的な信号を得意とする傾向もあります。

 例えば、特定周波数のサイン波などは、人声ホルマントの母音を担う
 ための信号と類似するため、元の音声以上に規則正しい信号が再生さ
 れる可能性があります。サイン波を送話器に与えて通話した結果を受
 話器で再生する場合、送話側の音響性能が悪くても、かろうじてコー
 ド化できれば、受話器側では綺麗な信号が再生されます。

 悪意を持って考えると、規格に適合した端末を設計するためには、規
 格が定めている規則的な信号をうまくコード化、再生できるように工
 夫できれば、通話にならないほど音響特性が悪くても、メーカーは、
 規格に適合した端末として販売することができるため、機械的な信号
 のみで測定や評価を行なう基準は好ましくないと考えられます。

 このような背景があって、擬似音声などの信号を利用することや残響
 室での擬似雑音の環境での測定を行うことが規格に採用されていると
 考えられます。

 次回も音響規格に関連した話題を続けたいと思います。

 それでは、次回もよろしくお付き合いください (^^)。

  ▼ARIは3GPP,GSM,PDC音響測定に対応した「3G携帯通信開発用
  音響測定システム MTA-1WB-S」を開発・販売しています。
  http://www.ari-web.com/mobile/3g/mta01-wbs/info-3gpp.htm

………………………………………………………………………………………
■4.19.2チャンネルの音響システム(URLクリッピング)
………………………………………………………………………………………
 WEB参照可能な掲載記事などから毎日伝えられるニュースや記事から
 気になる情報や、翌日には埋もれてしまいそうな記事をピックアップ
 してご紹介しています(このメールマガジンの発行周期が隔週という
 こともあって新しい記事ばかりではありません)。

 ■NHK 2003 技研公開
 NHK放送技術研究所が毎年行なっている技研公開の案内が掲載されて
 います。

  ▼NHK 「2003年_技研公開_INDEX」
  http://www.nhk.or.jp/strl/open2003/

 NHK技研では、毎月、機関紙という形で情報掲載されているのですが、
 4月の機関紙の”Radio Talk”に「超高画質テレビへの挑戦」という
 ラジオ番組でのインタビューの一部の紹介があり、2005年の愛知万博
 のシアターの計画に関する話題で「19.2チャンネルの音響システム」
 という19+2個のスピーカを利用した音響の研究をされているというも
 のが掲載されています(これ以上の情報はありませんが)。

 3D配置の19個のスピーカで、上下まで含めて立体音場を作るとのこと
 ですが、指向性があまりないサブ・ウーハーが2チャンネルなのは、
 前後なのか、上下なのか少し興味があるところです。

 ここで出てくるの超高画質テレビも、「走査線4000本級超高精細映像
 システム」として公開されるようです(音響システムが伴うのか判り
 ませんが)。

 ※「2003年_技研公開_INDEX」のタイトルは、NHKがつけているその
 ままで、勝手にアンダースコア'_'でつないだわけではありません。
 (上の行のアンダースコアの部分を括弧でくったら...('_')、顔文字
 になったので止めました。)NHKのほかのページは空白はそのままな
 のですが、技研はアンダースコアでつなぐ決まりのようです。

 ■「.IQ」ドメイン
 ".IQ"ドメインというのは、イラクのドメイン名です。現在は、利用さ
 れていないらしいですが、国の再建に伴い、".IQ"ドメインを利用しよ
 うという活動があるようです(経済制裁措置などで利用できなくなっ
 ているようです)。

 ".TV"(ツバイ)のドメインが国外に販売されて、"何とかTV"のよう
 なドメイン名で人気があるように、".IQ"も、知能を連想されるドメ
 インのため、高額で販売でき、再建の収入源にできると考えられてい
 るようです。

  ▼HOT WIRED JAPAN 2003年4月10日
  『.iq』ドメインはイラクのネットを再建できるか
  http://www.hotwired.co.jp/news/news/Business/story/20030414102.html
  (ちょっと、広告が大きいです。)

 バグダッドの情報省と衛星放送パラボラアンテナをミサイル攻撃した
 ため、現在は、イラク国民の大部分がインターネット接続できない状
 態になっているそうです。

 同じくHot Wiredの記事に、「米軍が対イラク心理戦に電子メールを
 利用」というものがありました。ビラを配布した宣伝活動と同様に、
 電子メールでイラク国民に訴えかけるというものらしいです。

  ▼HOT WIRED JAPAN 2003年2月13日
  米軍が対イラク心理戦に電子メールを利用
  http://www.hotwired.co.jp/news/news/culture/story/20030219206.html
  (ここも、ちょっと、広告が大きいです。)

 「重要な情報」という題名だそうですが、イラクの方は、このメール
 を見たのでしょうか? 日本だったら、ほとんどの人が見ないで捨て
 てしまいそうなメールタイトルのような気がします。

 アメリカからのスパムメールは、”Hi"とか、"RE:..."とかといものが
 送信されてくることがあるのですが、"Hi"ではなかったようですね。

 ■友達の定義(余録)

  ▼Japan Internet.com
  コラム「友達の定義」
  http://japan.internet.com/busnews/20030416/7.html

 AOL使っていないので友達いないですね。

………………………………………………………………………………………
■編集後記
 (株)エー・アール・アイでは、ただいまファームウェア、アプリケー
 ションソフトウェア開発を一緒に取り組んでいただける、意欲のある
 技術者(SE、プログラマ)を募集しています(最近は常に募集中です)。

 私が助けてあげましょうという方がいらっしゃいましたら、お気軽に
 ご連絡ください。

  ▼ARIホームページの求人、人材募集の御案内です。
  http://www.ari-web.com/ari/recruit.htm

 それでは、次回 2003年5月1日Vol.29もよろしくお願いします。
 (ゴールデンウィーク中ですね。帰省や旅行などでお出かけ中の方も
 いらっしゃるかも知れません。)
                         ARI A&S 編集部

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