Mail.RuПочтаМой МирОдноклассникиИгрыЗнакомстваНовостиПоискВсе проекты
30 октября 2014

Что такое HD Voice и как повысить качество разговоров?

Технология HD Voice, которую массово внедряют операторы связи в России — это маркетинговое название кодека AMR-WB (Adaptive Multi-Rate Wide-Band), он же G.722.2. Этот кодек позволяет передавать в два раза более широкий диапазон частот, отсюда происходит и его название. Hi-Tech.Mail.Ru разбирается, как развивалась связь в России, какие частоты использовались, и что нас ждет в самом ближайшем будущем.

Исторически сложилось так, что обычный телефонный разговор еще со времен аналоговых линий имеет полосу в 300-3400 Гц. Почему так? Вкратце: потому что человеческий голос в целом укладывается как раз в этот диапазон и остается узнаваемым и разборчивым, если отсечь оставшиеся частоты. На аналоговых линиях, конечно, изначально никто специально ничего не отсекал, и передаваемая полоса частот ограничивалась, скорее, амплитудно-частотными характеристиками микрофонов и динамиков.

Их, правда, ради удешевления тоже делали без претензий на Hi-Fi. Однако когда пришла пора частотного уплотнения, то использовавшиеся для него модуляторы уже четко настраивались на заветный диапазон, чтобы реальную полосу пропускания медной линии можно было четко и жестко разделить на несколько одновременных разговоров. Для понимания возможностей меди: советская система АВУ на двух абонентов использовала частоты в 28 и 64 КГц - для прямого и обратного каналов соответственно.

 

В системах цифровой передачи все стало еще проще: частотный диапазон 300-3400 Гц прекрасно оцифровывался кодеком G.711 (частота дискретизации 8000 Гц, разрядность 8 бит, 64 Кбит/сек). Этот кодек, придуманный еще в 1972 году, был всем хорош, кроме одного - очень большой ресурсоемкости: никакого сжатия в нем не предусматривалось. Поэтому для цифровой радиосвязи стандарта GSM он не годился никак: частотного ресурса не хватило бы для обеспечения приемлемой емкости, т.е. возможности обслуживать одновременно определенное количество абонентов. Именно ради емкости сети стали придумывать кодеки со сжатием.

 

В сетях GSM их изначально было сразу два: Full Rate (13 Кбит/сек) и Half Rate (6,5 Кбит/сек) — второй включали на перегруженных базовых станциях, во время массовых мероприятий

Ужимали в этот поток все ту же полосу частот — от 300 до 3400 Гц. Позднее появился кодек Enhanced Full Rate — 12,2 Кбит/сек, но с более высокой разборчивостью речи; к тому времени процессоры телефонов уже могли справляться с более сложными алгоритмами кодирования. Дальше прогресс пошел в сторону AMR-Narrowband: смысл адаптивного кодека в том, что он может динамически менять битрейт потока (4,75-12,2 Кбит/сек) в зависимости от уровня помех, загруженности сети и т.п., а также обеспечивает еще более высокое качество речи.

Но тут начали появляться сети 3G, где уже для быстрой передачи данных емкости было достаточно, а уж для нетребовательного голоса — хоть отбавляй. Поэтому, собственно, и начали внедрять широкополосный кодек AMR-WB.

 

Он охватывает частоты от 50 Гц до 7 КГц, и качество речи в данном случае сравнимо, например, с качеством речи диктора на FM-радиостанции

Звук воспринимается совсем по-другому, не как звучащий из телефона - создается впечатление, что собеседник находится рядом. Для понимания: это качество речи примерно такое же, как при разговоре между двумя iPhone по Facetime, когда оба абонента находятся в хорошей сети Wi-Fi.

AMR-WB может использоваться в двух режимах: с полосой 50-6400 Гц или 50-7000 Гц, в любом случае дискретизация 14-разрядная, а ее частота составляет 16 КГц. Максимальный битрейт составляет 23,85 Кбит/сек, то есть, в два раза больше обычного. Кстати, при низких битрейтах (например, 6,60, 8,85 и 12,65 Кбит/сек) кодек теоретически может использоваться и в сетях GSM, но почти нигде в мире он в таком режиме не используется: первые два битрейта являются «аварийными», а минимальный 12,65-килобитный — это максимум для GSM-сети, то есть, емкость бы серьезно страдала.

Что интересно, AMR-WB — уже не самый продвинутый кодек. AMR-WB+ поддерживает битрейты до 48 Кбит/сек со стереозвуком и близок к CD-качеству — но его мы услышим, наверное, уже в VoLTE

Пока же HD Voice могут пользоваться владельцы смартфонов преимущественно на чипсетах Qualcomm, начиная с S4 Pro, а также устройств с радиомодулями Qualcomm, например, iPhone (5 и более поздние). «Голос с эффектом присутствия» включится автоматически, если на данной территории активирован кодек AMR-WB, оба абонента находятся в сетях 3G «Билайн» и их устройства поддерживают работу кодека. Следует, правда, отметить, что работает это только для звонков внутри сети и в пределах региона. То есть, абоненту другого оператора или своему абоненту в другой регион с HD Voice позвонить нельзя.

Такая же ситуация у «МегаФона», где кодек работает во всех регионах России, а вот абоненты МТС могут звонить друг другу из региона в регион: кодек HD Voice работает у красного оператора еще с 2012 года по всей стране, в том числе и на межгороде.

 

«Билайн» дольше всех не внедрял HD Voice, поскольку последние годы был занят достраиванием своей 3G-сети, отставшей было от конкурентов. Зато сейчас оператор объявил о планах в ближайшие два месяца, то есть, до Нового года,  активировать кодек HD voice в 43 регионах России. В настоящее время HD Voice работает в Москве и Московской области, Чите, Чукотке, Иркутске, Биробиджане, Камчатке, Хабаровске, Магадане, Приморье, на Сахалине, в Якутии, Ярославле, Новосибирске, Нижнем Новгороде, Твери, Туле, Калуге, Брянске, Калининграде, Челябинске, Перми, Нальчике, Бурятии, Калининграде, Комсомольске-на-Амуре, Ставрополе, Пятигорске  и в Амурском филиале.

 

Скоро клиенты «Билайн» смогут насладиться новым качеством разговоров по телефону в Санкт-Петербурге, Смоленске, Владимире, Костроме, Рязани, Иванове, Кирове, Тюмени, Самаре, Ставрополе, Ханты-Мансийске, Республике Коми, Чечне, Ингушетии, Карачаево-Черкессии, Северной Осетии, Удмуртии и ЯНАО.

Зачем все это нужно? Во-первых, просто приятнее разговаривать, но есть и практическая польза. Ведь стандартные кодеки рассчитаны на внятную речь взрослого человека, а вот с пожилой старушкой с невнятным голосом, или с лепечущим трехлетним малышом вы с их помощью нормально не поговорите, придется постоянно переспрашивать — а с HD Voice этой проблемы нет.

 

Операторы охотно внедряют HD Voice, поскольку абоненты в этом случае больше разговаривают, по исследованиям, средняя продолжительность разговора становится больше. При этом каких-либо значительных инвестиций внедрение кодека не требует, это исключительно программное решение.

Расскажите в комментариях, о каких технических инновациях операторов связи вам было бы интересно почитать?

Комментарии
42
Иван Малышев
интересно,но кажется что волны их колебания это одно и тоже.Но что если приём не даже не двоичный?
СсылкаПожаловаться
sky13net
В ответ на комментарий от вит История переписки2
Комментарий удален.Почему?
Для меня, вот такие как вы, аналогичны пидирастам.
СсылкаПожаловаться
ujrf
В ответ на комментарий от genezone
genezone
"Ведь стандартные кодеки рассчитаны на внятную речь взрослого человека, а вот с пожилой старушкой с невнятным голосом, или с лепечущим трехлетним малышом вы с их помощью нормально не поговорите, придется постоянно переспрашивать"
Извиняюсь, а как кодек может исправить эту проблему? Он что, будет корректировать речь абонента? ИМХО, но и при более высоком битрейте, как шепелявила бабуся, так и будет шепелявить, а кодек сделает её шепелявость ещё более реалистичной :).
СсылкаПожаловаться
Исправляет не кодек. Эффект субъективный. Это примерно как если бы вы без оного, как буд-то бы вату в уши вставили. А без ваты соответственно звук разборчивее и меньше нервняка от бабушки с бананом во рту. :-)
СсылкаПожаловаться
Чтобы оставить комментарий, вам нужно авторизоваться.
Обнаружили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter.
Hi-Tech Mail.Ru
Apple iPhone 7 32GB
от43 400руб.
Apple iPhone 6S 32GB
от35 740руб.
Samsung Galaxy A5 (2016)
от17 700руб.
Apple iPhone SE 64GB
от31 000руб.
Meizu M3 Note 16GB
от9 490руб.
Samsung Galaxy S7 32GB
от32 500руб.
Xiaomi Redmi 3S Pro 32GB
от9 131руб.
Apple iPhone 7 128GB
от51 500руб.
Samsung Galaxy S7 Edge 32GB
от37 000руб.
Samsung Galaxy A3 (2016)
от14 000руб.
Подпишитесь на нас
Новости Hi-Tech Mail.Ru