Голос в мобильной связи

В проводных аналоговых телефонных сетях голос передавался в виде электросигналов, его качество определялось протяжностью, состоянием телефонной линии, качеством микрофона, динамка и коммутационной аппаратуры. С переходом на «цифру» появилась острая необходимость в кодировании/сжатии голоса, что послужило началом импульсно-кодовой модуляции (ИКМ).

Основа ИКМ

Процесс преобразования звуков в поток цифрового типа, названный ИКМ, отличается «скромными» требованиями к пропускной способности канала. Для разборчивой человеческой речи достаточно частот 0,3-3,4 кГц, что эквивалентно 64 кбит/с. И первым кодеком стал ИКМ-64 (G.711 PCM), который даже в 2022 году используются в телефонных коммуникациях, поскольку у него есть 3 преимущества:

  • проста кодирования;
  • нетребовательность к DSP VoCoder’ам;
  • отсутствие потери качества преобразования аналог-цифра-аналог.

Однако ИКМ-64 отсекает высокие гармоники, что делает голос «плоским». Кроме того, он ресурсоемок в беспроводных сетях и не адаптируется к неизбежным потерям данных. Поэтому используют его (в основном) в VoIP и фиксированных сетях.

Недостатки кодека заставили искать альтернативные варианты импульсно-кодовой модуляции для мобильных сетей.

Мобильные голосовые кодеки

Операторы сотовой связи используют различные стандартные кодеки, поддерживаемые той или иной технологией передачи данных. Активно используется всего 3 варианта кодеков:

  1. AMR — один из базовых кодеков для сетей GSM, UMTS, VoLTE. Работает в тех же частотах, что и ИКМ-64, однако преобразует звуковую речь в поток 4,75-12,2 кбит/с с дискретизацией 8 кГц.
  2. WB-AMR — еще один базовый кодек с частотой дискретизации 16 кГц. Имеет 2 конфигурации. В GSM, UMTS, VoLTE скорость потока достигает 12,65 кбит/с при частотах 0,1-6,4 кГц. В VoLTE и UMTS также используется конфигурация со скоростью потока до 23,85 кГц и частотой кодирования 0,1-7,0 кГц.
  3. EVS — наиболее современный кодек для сетей VoLTE с битрейтом до 128 кбит/с, работающий с полным частотным диапазоном. В силу избыточности часто используют усеченный EVS-WB и EVS-SWB с максимальной скоростью до 24,4 кбит/с и частотой дискретизации до 32 кГц.

Для сетей 5G разрабатывается собственный вариант кодека — IVAS. Это будет тот же EVS с небольшими отличиями. Например, будет внедрена поддержка передачи данных одновременно с нескольких микрофонов для создания пространственных звуковых эффектов окружения.

Каждый кодек имеет адаптацию — механизм понижения скорости потока при ухудшении качества связи. Низкая скорость потока обеспечивает приемлемое качество связи при неуверенном приеме сигнала, пусть и с потерей качества и «плоскостью» гармоник. Наглядно «познакомиться» с адаптацией можно посредством кодека Opus, используемого в популярных мессенджерах (например, WhatsApp) и сервисах видеоконференций (например, Zoom). Он острее реагирует на проседание канала связи, из-за чего качество звука падает.

Измерение качества голоса

Каждый оператор сотовой связи оценивает качество передаваемого голоса по MOS — субъективной средней оценке. 5 баллов дается за идеальное качество, 1 балл за неразборчивую голосовую речь. Технология оценки отрабатывалась на большой выборке людей, итогом чего стало построение математической модели.

Тестовые телефоны звонят друг другу и транслируют ранее записанный диалог. Трансляцию разбирает специализированная программа, которая сравнивает частотные характеристики звонка и оригинального сэмпла, а затем по алгоритмам POLQA или PESQ выставляет оценку MOS.

Регулярная оценка качества голосовой связи в разных локациях помогает мобильному оператору выявлять места, где качество голоса проседает, чтобы своевременно устранять пробелы. Это способствует развитию сотовой связи как в России, так и в других странах.

Стань абонентом GARTEL
Перейти со своим номером
ПЕРЕЙТИ
Выбрать бесплатный номер от Gartel
ВЫБРАТЬ
Купить красивый номер от Gartel
ВЫБРАТЬ
Узнайте о Gartel больше
В 2022 году интернет стал доступней, но не для всех
Под конец 2022 года любопытный обзор поступил от МСЭ (Международного союза электросвязи) о доступности интернета в глобальном смысле. Из отчета следует снижение стоимости доступа с 1,9 до 1,5% от ... Читать далее
Мобильные операторы в Крыму - как выбрать лучший тариф?
В силу известных обстоятельств Крым стал одним из популярнейших направлений отдыха жителей России в 2023 году, и следующий туристический сезон не предполагает особенных изменений. Полуостров входит... Читать далее
Что такое 5G?
Сотовая связь, как и любое другое направление беспроводной связи, имеет поколения, которые для простоты и удобства маркируются в виде «XG», где X – номер поколения. Каждое поколение принципиально ... Читать далее
Интернет в метро становится быстрее
Согласно тест-драйвам, проведенным в июне текущего года, скорость мобильного интернета в метро значительно выросла за последние годы. Благодаря этому пользователи могут скачивать видео, слушать лю... Читать далее
Какой интернет быстрее на раздаче — мобильный или 4G модема?
Если нужно раздать Wi-Fi, многие используют смартфон. Этот способ кажется самым удобным и простым. Однако в некоторых случаях лучше применять 4G модем.
Есть мобильный телефон, зачем тогда роутер?
Мобильный роутер — это современное устройство, которое вы можете взять с собой на дачу, на природу или в любую поездку. Достаточно приобрести SIM-карту с оптимальным для вас тарифом, вставить ее в... Читать далее
Какие проблемы с мобильным интернетом ждут российских пользователей?
Шведская компания Ericsson провела исследование о состоянии мобильного интернета в мире и его дальнейшем развитии. Согласно докладу экспертов, во многих странах спрос на интернет возрастает с огро... Читать далее
Почему российские пользователи стали ругать VPN?
В социальных сетях все чаще можно встретить посты о вреде и даже опасности VPN для смартфонов. Причем их пишут в основном популярные блогеры, работающие на большую аудиторию.
Как сэкономить средства на мобильную связь?
Практически каждый пользователь не раз сталкивался с ситуацией, когда отдает за оплату услуг оператора больше средств, чем рассчитывал в начале месяца или указано в тарифном плане. Чаще всего, под... Читать далее
Почему пользователи выбирают красивые номера телефонов?
Когда вы покупаете сим-карту мобильного оператора, чаще всего, сам номер телефона привлекает внимание в последний момент. Гораздо важнее для пользователя ‒ выгодный тариф и качественное покрытие. ... Читать далее
Особенности работы мобильной связи в наше время
За последние несколько лет образ жизни людей, график и даже привычки претерпели значительных изменений. Большое количество совершенно новых явлений стали привычными для нас за время пандемии. Так,... Читать далее
Мобильная связь в Крыму
GARTEL предлагает выгодную мобильную связь в Крыму и Севастополе. Вам не придется приобретать сим-карту местных операторов или переплачивать за связь, если вы воспользуетесь нашими услугами.
Выбор номера