一．引言
不對(duì)，它不是最新的立體聲設(shè)備，也不是家庭娛樂(lè)系統(tǒng)中的大件頭。而是最新一代的語(yǔ)音增強(qiáng)技術(shù)，這種技術(shù)應(yīng)用于正在成指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)并與全球數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的人們密切相關(guān)的領(lǐng)域──無(wú)線通信。
最早的Studio Sound系列語(yǔ)音增強(qiáng)設(shè)備是回聲抑制器，出現(xiàn)在１９９７年。從那以后，其它廠商都試圖復(fù)制這一獨(dú)立功能，但沒有一個(gè)廠商在集成了全套的互操作功能后能達(dá)到這樣的高性能水準(zhǔn)。
Studio Sound由三個(gè)部分組成：
·噪聲補(bǔ)償（ＮＣ）
·噪聲衰減（ＮＲ）
·自動(dòng)增益控制（AGC）
所有這些功能緊密地在一起發(fā)揮作用，不管外面噪音（比如交通噪音）有多大，都能為無(wú)線電話通話雙方創(chuàng)造一個(gè)最理想的收聽環(huán)境。為什么這種技術(shù)對(duì)業(yè)務(wù)提供商很重要？獨(dú)立的研究顯示：如果在噪雜的環(huán)境中也能聽清電話里的聲音，消費(fèi)者更可能在噪雜的環(huán)境下也打電話，并且如果這種環(huán)境下的通話還比較舒適的話，他們通話的時(shí)間會(huì)更長(zhǎng)。所有這些使得用戶更滿意，減少用戶離網(wǎng)的可能�？傊�，Studio
Sound是一種提供特色業(yè)務(wù)和增加收入的方法。
二．噪聲補(bǔ)償（ＮＣ）
噪聲補(bǔ)償是一個(gè)完整的功能。即使移動(dòng)用戶進(jìn)出吵雜的環(huán)境的時(shí)候，它也持續(xù)地改善信噪比。隨著移動(dòng)用戶周圍噪音改變，進(jìn)入移動(dòng)電話聽筒的語(yǔ)音電平會(huì)自動(dòng)調(diào)整，因此能保持一個(gè)令人舒適的、能聽懂的通話音量。這種音量調(diào)節(jié)是自動(dòng)和動(dòng)態(tài)的，采用了大約一秒的過(guò)渡時(shí)間，以提高舒適性和避免突然的轉(zhuǎn)變。音量的調(diào)節(jié)由移動(dòng)用戶周圍環(huán)境噪音來(lái)驅(qū)動(dòng)，比如在一輛公共汽車經(jīng)過(guò)的時(shí)候，通話遠(yuǎn)端的說(shuō)話音量會(huì)隨著公共汽車的駛近而提高，最多提高１２dＢ，然后在公共汽車過(guò)去后調(diào)回到原來(lái)的音量。這使得移動(dòng)用戶無(wú)需尋找手機(jī)的音量控制鍵，也無(wú)需在無(wú)線耳機(jī)中動(dòng)指頭就能在整個(gè)會(huì)話過(guò)程中聽得清楚。
圖1 一個(gè)有Studio Sound的NMS回聲制器的結(jié)構(gòu)，
每個(gè)功能的最終目的是要改善話路兩端的信噪比，
從而提高通話清晰度。
噪聲衰減降低通過(guò)移動(dòng)電話麥克風(fēng)的背景噪聲，電話用戶聽到公共汽車噪聲以及其它街道背景噪聲總和會(huì)降低１８dＢ，好于ＣＤＭＡ編碼中固有的噪聲衰減。這是在不影響說(shuō)話的聲音，不改變信噪比的情況下實(shí)現(xiàn)的。如果做得不好，噪聲衰減技術(shù)會(huì)在降低噪聲電平的同時(shí)降低語(yǔ)音的電平，或者使語(yǔ)音音量大小不一，或聽起來(lái)細(xì)若無(wú)力。
噪聲補(bǔ)償和噪聲衰減一起專注于改善一個(gè)呼叫中兩個(gè)方向上的信噪比，注意到這一點(diǎn)很重要。一些競(jìng)爭(zhēng)廠商實(shí)現(xiàn)的功能通過(guò)降低總的信號(hào)電平來(lái)消除噪聲，這種辦法同時(shí)也降低了語(yǔ)音的音量，然后以一個(gè)固定的增益來(lái)提高降低了的語(yǔ)音音量，但這個(gè)同時(shí)也提高了
噪聲的電平。這種落后的技術(shù)不能改善信噪比，因此也就根本無(wú)法改善呼叫中語(yǔ)音的質(zhì)量。
自動(dòng)增益控制提供語(yǔ)音電平調(diào)節(jié)能力，它把減弱了的和加強(qiáng)了的信號(hào)映射到一個(gè)用戶定義的最理想電平。不象很多競(jìng)爭(zhēng)廠商的產(chǎn)品，在這些產(chǎn)品中只增加減弱信號(hào)的增益，而不理會(huì)增強(qiáng)了的信號(hào)，AGC是雙向的，并且不僅僅是一個(gè)固定電平的增益或衰減。一些增益控制技術(shù)使用一個(gè)固定的失真-補(bǔ)償類衰減來(lái)減少對(duì)大聲語(yǔ)音的修剪，但把這種失真加到了所有信號(hào)之上，這使輕柔的話音更難以聽清楚。AGC具有區(qū)分加強(qiáng)了的信號(hào)和輕柔信號(hào)的能力，避免了這種問(wèn)題，同時(shí)保持住對(duì)話聲調(diào)的連貫和讓話音易于聽清楚。
為了維持收聽的舒適性，對(duì)可以應(yīng)用到AGC和NC的增益和衰減有一個(gè)限制，最大值是１２dＢ。舉例，假如輸入的話音電平為-１８dＢm０，并且AGC設(shè)定為-１２dＢ，AGC將會(huì)把話音放大６dＢ來(lái)維持一致的設(shè)定話音電平值（-１２dＢm０）。當(dāng)噪聲出現(xiàn)時(shí)，ＮＣ會(huì)根據(jù)引入噪聲的電平把話音放大到AGC設(shè)定電平之上，最多放大額外的６dＢ（AGC＋NC＝<１２dＢ）。如果輸入的話音加強(qiáng)得太多，最大可能的NC增益會(huì)太大，并可能導(dǎo)致話音失真。為了補(bǔ)救這種失真，Studio
Sound提供了一個(gè)防止飽和電平，它設(shè)定了一個(gè)-６dＢm０的默認(rèn)最大話音電平。這就限制了NC能夠增大的增益量，因此能保證話音總是可懂并且聽起來(lái)舒適。
在另一個(gè)例子中，輸入話音電平為-１２dＢm０，AGC設(shè)成-１８dＢ。AGC會(huì)把話音削減６dＢ到達(dá)想要的電平。如果噪聲出現(xiàn)，NC會(huì)把經(jīng)AGC設(shè)定后的話音放大最多１２dＢ，使話音電平最大達(dá)-６dＢm０。
必須注意避免讓NC放大電平很低的回聲或背景噪聲，這些雜音可能會(huì)由呼叫的遠(yuǎn)端泄漏進(jìn)來(lái)。為了防止這種放大，NC必須能夠從話音中分辯出這些信號(hào)，并只放大話音而不放大任何低電平背景噪聲或回聲。
噪聲補(bǔ)償、自動(dòng)增益控制以及這些功能特征的結(jié)合引出了一個(gè)新的、唯一的概念──智能電平控制（ILC）。競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品只能提供一個(gè)基于設(shè)定值的固定增益電平（或衰減電平），而ILC適合于指定呼叫特征，調(diào)整話音到相應(yīng)的收聽電平，并在整個(gè)呼叫過(guò)程中動(dòng)態(tài)地再作調(diào)整，以達(dá)到一個(gè)持續(xù)的、可聽懂的對(duì)話。
在客戶端的現(xiàn)場(chǎng)錄音證明了當(dāng)在網(wǎng)絡(luò)中安裝了有Studio Sound的ＮＭＳ回聲抑制器時(shí)能達(dá)到的高質(zhì)量語(yǔ)音性能。以下的描述比較了輸入到在Studio Sound之前的回聲抑制器的信號(hào)，和應(yīng)用Studio Sound之后的輸出信號(hào)。在這個(gè)范例中沒有使用AGC。
這里的結(jié)果顯示出，PSTN側(cè)收聽器接收到的噪音是如何被大大降低的，同時(shí)PSTN側(cè)說(shuō)話的音量在無(wú)線側(cè)出現(xiàn)大聲的噪音期間被顯著地放大了。通過(guò)遍及全球的類似場(chǎng)合試驗(yàn)，在應(yīng)用Studio Sound之前和應(yīng)用之后通話質(zhì)量的不同已經(jīng)深刻為許多業(yè)務(wù)提供商所了解。
這種功能對(duì)消費(fèi)者來(lái)說(shuō)意味著什么呢？已經(jīng)進(jìn)行了幾個(gè)研究，來(lái)確定這些功能對(duì)一般無(wú)線用戶的真正價(jià)值，以及測(cè)試他們是否確實(shí)注意到使用這些功能前后的差別。獨(dú)立地進(jìn)行的Mean Opinion Score(MOS)測(cè)試顯示出：噪聲補(bǔ)償功能提高的語(yǔ)音質(zhì)量有２０％的用戶能感覺出來(lái)，特別是在非常吵雜的情況下而且發(fā)自ＰＳＴＮ側(cè)的話音電平又比較低的時(shí)候，噪聲電平通常以忙碌的街角為準(zhǔn)。在一個(gè)安靜的環(huán)境中用戶意識(shí)不到有任何的影響。
圖3 在噪聲補(bǔ)償功能上的MOS測(cè)試顯示出用戶感覺到話音質(zhì)量變化的明顯增加；
隨著噪聲的加大，NC的效果更加明顯，特別是在語(yǔ)音音量較低的時(shí)候。
在一個(gè)單獨(dú)的調(diào)查中，當(dāng)問(wèn)到Studio Sound功能對(duì)他們的移動(dòng)電話使用有何影響時(shí)，用戶們壓倒性地作出了肯定的回答。以下示意圖總結(jié)了主要的問(wèn)題和收到的回答。
圖5 假如價(jià)格相同，
65％的用戶會(huì)為了獲得Studio Sound功能而更換業(yè)務(wù)提供商
從這些以及其它一些調(diào)查結(jié)果可以看出，通過(guò)Studio Sound獲得的話音質(zhì)量提高總的來(lái)說(shuō)能夠增加用戶的滿意度和減少轉(zhuǎn)網(wǎng)率，最終為業(yè)務(wù)提供商帶來(lái)更多的收入。
有好幾個(gè)業(yè)務(wù)提供商已經(jīng)使用了Studio Sound功能，正如電視上的商業(yè)和印刷品廣告描述的那樣把這種功能看作是一種優(yōu)勢(shì)，廣告寫道："地鐵凈音科技"或"通信……清晰如水"。有個(gè)廣告陳述道："我們已經(jīng)在地鐵站內(nèi)進(jìn)行了一次測(cè)試，讓用戶嘗試有線和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的呼叫情況；有一份回答……說(shuō)：他很驚奇會(huì)有那么低的噪聲，他還以為呼叫是發(fā)自一個(gè)室內(nèi)環(huán)境的呢。"一些業(yè)務(wù)提供商也已經(jīng)公開贊揚(yáng)：新用戶的顯著增加是這些商業(yè)活動(dòng)和應(yīng)用Studio
Sound獲得非凡通話質(zhì)量的結(jié)果。
