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你的手机通话质量怎么样?(141103) 精选

已有 8870 次阅读 2014-11-3 08:03 |个人分类:网络|系统分类:科普集锦| 智能手机, 通话质量

你的手机通话质量怎么样?(141103)

闵应骅

 

现在的智能手机顶得上1980年代的一台大型计算机。手机的功能包罗万象,但基本的功能还是通话。现在美国有40%家庭只用移动电话,老的交换电话网络逐渐被淘汰,而改用VoIP。非洲用移动电话和固定电话之比是521。移动电话大有取代固定电话之势。但是,当我回到乡下老家的时候,这家运营商没信号,那家运营商的信号也很弱,基站在10几里外的山上。当用手机打长途电话,特别是国际电话时,常常发现用固定电话要比用手机好得多,通话质量能保证。常常碰到“现在电话无法接通,请稍后再拨”。风雨声、交通的噪音等使移动电话连接弱化,背景噪音加强。这样的通话质量就无法取代固定电话。2014/10 IEEE Spectrum发表一篇文章,谈提高手机通话质量的五个瓶颈问题,特简要介绍如下。


现在移动公司在设计的时候就不把通话当回事。为了视频和音乐,和小型化,削减了低频。


那么小的麦克风,离你的口越远,噪音就越大。一般用3个麦克风,一个靠嘴进,两个放在反面,比较输入信号就能区别出噪音了。噪音消除算法可能要几秒钟才能识别出噪音,对去掉旁边机器的声音或说话者的嘶嘶声有用,对突发的不规则干扰无能为力。语音回声更难清除。过分压缩语言数据影响语音质量。


很早人们就担心全国到处建基站,投资很大。而且,基站还必须建得足够密,当手机与基站天线之间的距离比较大,或者有阻挡时,信号就变弱,甚至不能覆盖。不过,和有线电话的电话线网比起来,可能投资还是要少。


手机数字化语音频率300~3400赫兹,标准压缩率到12.2kb/s~4.75kb/s之间。低于7.95kb/s就有压缩失真,包括丢掉音节和畸变,譬如响声和颤声。诺基亚的试验表明,当压缩语言数据到每秒5.15Kbits,用户就觉得语言质量从“好”到“一般”。当流量经过骨干网到另一个移动电话时,工程师需要解码再压缩,语音质量就进一步下降。高清晰度(HD)语音采用频率50~7000赫兹。健康人能听到的最低频率是20赫兹,最高频率20000赫兹。但一般地说,300~3400赫兹已经可以转换为可以理解的讲话了。但是,像这些词,foxsocksJeffJess可能还是不好区分。目前骨干网络还是用标准语音,而不是HD语音标准。为了提高移动电话语音质量:LTE语音(VoLTE)不需要转换语音数据格式,无信息丢失,无疑支持HD语音。当然,LTE传送并不一定提供VoLTE。因为网络繁忙,仍然有包丢失和延迟的情况,所以语音质量还可能时好时坏。

 

经过底电缆的语音信号可能会更多地被压缩,从而语音质量更不好。目前来看,这种压缩还是不可避免。

 

   VoLTE设计了一个软件平台,叫IP多媒体子系统IMS,它像警察一样为语音数据和其它时间敏感数据流打开快速通道。IMS给流量规定一个QoS类标志,QCL。如果QCL=1,对99.99%的包在100毫秒以内达到目的地。如果是电子邮件或浏览,则QCL=8或者9,就是说丢包和时延都不是大问题。在2G3G网络上,已经在许多国家用上了VoLTE7月份,许多5G运营商也公布商业化VoLTE。如果基于网络的通话质量和线路交换一样好,线路交换网络前途黑暗。当然这还会有一个过程。美国第一大运营商Verizon答应今年底之前用上VoLTE,被称为无线通话的下一个进展。




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