弗劳恩霍夫集成电路研究所(Fraunhofer IIS)与哈曼汽车事业部正在展开合作,旨在为网联汽车提供基于卫星网络的可靠语音通信。双方计划将弗劳恩霍夫基于人工智能的NESC语音编解码器,集成到哈曼Ready Connect卫星通信车载通信单元(TCU)中,帮助汽车制造商实现双向非地面网络(NTN)语音服务,包括在蜂窝网络覆盖范围之外的紧急呼叫。该方案能够在卫星带宽严重受限的情况下保持较高的语音质量,将所需码率降至1 kbps甚至更低,同时让汽车制造商无需重新设计TCU即可增加卫星语音功能。欲了解更多详情,敬请阅读弗劳恩霍夫美国音频与多媒体事业部总经理Jan Nordmann的问答。
什么是NESC编解码器?为什么它在卫星语音通信中如此重要?
移动网络与卫星网络运营商、设备制造商以及监管机构,都在积极推动地面网络与非地面网络的融合,以实现全球普遍覆盖。现有的语音编解码器虽然在地面4G/5G网络中表现良好,但通常需要13 kbps或更高的传输速率才能保证较好的音质,这在当前窄带非地面网络系统中难以大规模应用。
NESC是一款专为带宽受限网络设计的超高效AI语音编解码器,其通话质量可与地面电话媲美,而所需码率比传统编解码器降低90%以上。NESC能够在1 kbps甚至更低码率下传输清晰自然的语音,不仅让NB-IoT地球静止轨道(GEO)卫星上的NTN语音服务成为可能,也为未来NR-NTN低地球轨道(LEO)星座上的高质量语音大规模部署奠定了基础。
NTN语音服务将面向消费者,应用在手机、汽车、飞机等终端上,同时也适用于海事、农业或国防等专业领域,涵盖全双工双向语音、语音留言、一键通等多种功能。通过卫星提供语音服务,不仅是为了“扩大覆盖范围、提升使用便利性”,更重要的是,它能作为现有文本消息服务的补充,在紧急情况下发挥关键作用。
哈曼与弗劳恩霍夫如何联手实现Ready Connect汽车卫星通信语音演示?
哈曼Ready Connect车载通信单元在原有地面连接基础上增加了NB-NTN卫星连接,车辆无论身处何地都能保持联网状态。弗劳恩霍夫高效的NESC编解码器软件已在Ready Connect TCU上完成了概念验证(PoC)的实时集成,且集成工作量极小。在验证过程中,团队在另一台笔记本电脑上部署了带有NESC编解码功能的语音客户端,作为“紧急服务中心”,让访客得以体验模拟的双向语音通话。
弗劳恩霍夫编解码器的哪些特性使其适用于带宽受限的卫星语音场景?
NESC采用基于AI的语音预处理与编解码方法,这是实现1 kbps甚至更低编码效率的关键,同时将计算与内存消耗控制在当前一代系统级芯片(SoC)可承受的范围内。NESC 的算法不依赖于特定语言,因此可在全球范围内统一部署,无需针对每种语言进行专门适配,并能保持较高的语音清晰度。
随着汽车连接方式从地面扩展至更广领域,哈曼与弗劳恩霍夫的合作对汽车行业有何更深远的影响?
几十年来,汽车行业一直依赖卫星连接提供位置服务,在某些市场还提供卫星广播服务。但新一代卫星的出现,加上频谱资源的开放、车载音响系统的升级以及软件定义汽车技术的进步,正在催生大量新的应用场景。不久的将来,基于卫星的紧急服务和NB-IoT GEO星座上的语音消息将成为现实。而更进一步的NR-NTN LEO系统已在研发之中,未来有望推动卫星语音甚至视频服务在汽车领域实现大规模商用。
汽车制造商应如何将编解码器策略纳入网联汽车与软件定义汽车的整体布局?
软件定义汽车的本质,是让汽车制造商能够在车辆售出后持续增加新功能与服务。现代音频、语音及视频编解码器能够在汽车系统级芯片上高效实时运行,且完全通过软件实现,这与软件定义汽车的发展方向高度契合,也为制造商在更先进版本编解码器推出时进行升级提供了空间。对于消费者而言,这意味着车辆的使用体验将不断优化,车辆本身也能在更长的时间内保持实用性与新鲜感。