Verfahren zur Bandbreitenerweiterung fügen stark bandbegrenzten Sprachsignalen, wie sie z.B. in der Telefonie vorkommen, synthetisch erzeugte Frequenzkomponenten hinzu, die die Sprachqualität und Verständlichkeit verbessern sollen. Man unterscheidet dabei Verfahren mit und ohne Nebeninformation. Bei der Bandbreitenerweiterung ohne Nebeninformation werden die zusätzlichen Frequenzkomponenten aufgrund der Signalstatistik geschätzt. Bei den Verfahren mit Nebeninformation wird zusätzlich zum bandbegrenzten Signal noch Information über das Breitbandspektrum übertragen.

Das Prinzip der Bandbreitenerweiterung ist in folgendem Bild verdeutlicht. Im oberen Spektrogramm ist das Originalsignal dargestellt. Für das rekonstruierte Signal im unteren Spektrogramm wurde lediglich der Tiefpassanteil bis 3kHz und etwas Nebeninformation zur Einhüllenden des Spektrums übertragen. Aus dieser Information können die Frequenzanteile oberhalb 3kHz weitgehend rekonstruiert werden, was zu einer deutlichen Verbesserung der Sprachqualität führt.
Im Rahmen des Forschungsprojekts wird ein Verfahren zur Bandbreitenerweiterung mit Nebeninformation für den Funkübertragungsstandard Bluetooth entwickelt. Für Sprachanwendungen wird im Bluetooth- Standard ein synchroner, verbindungsorientierter Übertragungsmodus (SCO) angeboten, bei dem das auf 3.4kHz bandbegrenzte Signal mit geringer und konstanter Verzögerungszeit übermittelt wird. Die geringe Verzögerungszeit ist besonders für Telefonieanwendungen von Bedeutung. Der asynchrone, verbindungslose Modus (ACL) verursacht höhere und schwankende Verzögerungszeiten und wird deshalb derzeit nur für Streaming-Audio (z.B. MP3-Wiedergabe) verwendet.

Ziel des Forschungsprojekts ist es, den ACL-Modus für die Übertragung der Nebeninformation zur Bandbreitenerweiterung nutzbar zu machen. Hierzu muss zunächst ein geeignetes Verfahren zur Bandbreitenerweiterung entwickelt werden, das robust gegenüber schwankenden Verzögerungszeiten ist. Das Projekt hat einen großen Praxisbezug, da derzeit im UMTS- Mobilfunkstandard Sprachdienste mit 7kHz Bandbreite eingeführt werden. Um die verbesserte Sprachqualität zukünftig auch mit Freisprecheinrichtungen oder Headsets nutzen zu können, ist eine Erweiterung der Bluetooth-Protokolle notwendig. Das vorgestellte Konzept bietet eine vollständige Abwärtskompatibilität zum derzeitigen Standard, da nur auf bereits vorhandene Protokolle zurückgegriffen wird. Außerdem werden zur Übertragung der Nebeninformation zur Bandbreitenerweiterung nur sehr kleine Datenraten benötigt.