SWB je zvukové pásmo 50–14000 Hz používané v mobilních hlasových službách k zajištění vyšší kvality zvuku zachycením větší části spektra lidského hlasu.

Popis

Super Wideband (SWB) označuje rozsah audiofrekvencí od 50 Hz do 14 000 Hz (14 kHz) používaný pro kódování a přenos hlasových signálů v telekomunikacích. Jedná se o podstatné rozšíření oproti tradičnímu úzkopásmovému (NB) hlasu (300–3400 Hz) i standardnímu širokopásmovému (WB) hlasu (50–7000 Hz). Zvýšená šířka pásma umožňuje audiokodekům zachytit a reprodukovat mnohem bohatší část akustického spektra, včetně vyšších frekvencí souhlásek (jako ’s’ a ‘f’), jemných harmonických složek a přirozenějšího zabarvení, což vede ke kvalitě hlasu často popisované jako ‘živá’ nebo ’tváří v tvář’.

Technicky je SWB umožněno pokročilými audiokodeky standardizovanými 3GPP a ITU-T, jako je kodek Enhanced Voice Services (EVS). Kodek EVS je hlavním prvkem umožňujícím SWB v sítích 3GPP. Pracuje s více režimy šířky pásma, včetně SWB. Proces zahrnuje zachycení audia až do 14 kHz mikrofonem a audiofront-endem v zařízení. Kódovník EVS poté tento signál efektivně komprimuje. Zakódovaný bitový proud je paketizován a přenášen přes hlasový bearer sítě (např. prostřednictvím VoLTE nebo VoNR). Na přijímací straně dekodér EVS rekonstruuje SWB audio signál, který je následně přehrán reproduktorem. End-to-end.

Její role v síti je jako klíčová kvalitativní funkce pro služby Voice over LTE (VoLTE) a Voice over NR (VoNR). Operátoři nasazují a konfigurují kodek EVS s podporou SWB ve svém IMS (IP Multimedia Subsystem) jádru. Během sestavování hovoru si koncová zařízení a síť vyjednávají nejvyšší vzájemně podporovaný režim kodeku pomocí signalizace SIP/SDP. Pokud ji podporují oba konce i síťová cesta, je navázán SWB hovor. Síť musí zajistit dostatečnou kvalitu služeb (např. nízkou ztrátu paketů, chvění a latenci), aby udržela výhody vyššího datového toku SWB kódování. SWB je významným krokem k imerzním komunikačním zážitkům a základní schopností pro budoucí služby, jako jsou komunikace v rozšířené realitě (XR).

K čemu slouží

Super Wideband audio bylo vytvořeno za účelem posunutí hranic vnímané kvality hlasu v mobilních sítích za možnosti širokopásmového přenosu (HD Voice). Zatímco širokopásmový přenos (50–7000 Hz) poskytl významné zlepšení oproti úzkopásmovému, stále mu chyběly nejvyšší frekvence, které přispívají k pocitu přítomnosti, srozumitelnosti a přirozenosti, zejména v hlučném prostředí. SWB to řeší rozšířením zachytávaného pásma na 14 kHz, což pokrývá téměř celý rozsah základních frekvencí a důležitých harmonických složek lidského hlasu.

Motivace byla hnána konkurenčním tlakem nabízet prémiové hlasové služby a zlepšit uživatelský zážitek jako diferenciátor. Slouží také technickým cílům vývoje sítě. Jak sítě migrovaly na plně IP jádra (IMS) s VoLTE, byla odstraněna omezení starších okruhově spínaných hlasových kodeků, což vytvořilo příležitost zavést pokročilejší a efektivnější kodeky, jako je EVS. Podpora SWB v rámci EVS řeší problém doručování studiové kvality hlasu přes mobilní pakety při zachování odolnosti vůči ztrátě paketů a efektivního využití šířky pásma. Byl to přirozený vývoj v úsilí o transparentní kvalitu audia, kdy je přenášený hlas nerozlišitelný od přímého, akusticky dokonalého spojení.

Klíčové vlastnosti

• Rozsah audiofrekvencí 50–14000 Hz (šířka pásma 14 kHz)
• Umožněno primárně kodekem 3GPP EVS (Enhanced Voice Services)
• Poskytuje ‘živou’ nebo ’tváří v tvář’ kvalitu hlasu a srozumitelnost
• Vyžaduje podporu v hardwaru koncového zařízení (mikrofony/reproduktory), softwaru a síťovém IMS
• Vyjednáváno během sestavování IMS hovoru pomocí vyjednávání kodeků SIP/SDP
• Často operátory uváděno na trh jako ‘HD Voice+’ nebo ‘Full HD Voice’

Související pojmy

• EVS – Enhanced Voice Services (specifically, the AMR-WB IO mode: AMR-WB Interoperable)
• AMR-WB – Adaptive Multi-Rate Wideband Speech Codec
• IMS – IP Multimedia Subsystem

Definující specifikace

• TR 22.813 (Rel-10) — Enhanced Voice Services for EPS Study
• TS 23.782 (Rel-15) — Interworking between LTE MC and non-LTE MC systems
• TS 26.103 (Rel-19) — 3GPP Codec Lists for OoBTC and TrFO
• TS 26.179 (Rel-19) — Codecs and Media Handling for MCPTT
• TS 26.258 (Rel-19) — IVAS Codec Floating-Point C Code Specification
• TS 26.441 (Rel-19) — EVS Audio Processing Introduction
• TS 26.442 (Rel-19) — EVS Codec Fixed Point ANSI-C Code
• TS 26.443 (Rel-19) — EVS Codec Floating-Point C Code
• TS 26.444 (Rel-19) — EVS Codec Conformance Test Sequences
• TS 26.446 (Rel-19) — EVS Codec AMR-WB Backward Compatibility Spec
• TS 26.447 (Rel-19) — EVS Frame Loss Concealment Procedure
• TS 26.448 (Rel-19) — EVS Jitter Buffer Management Specification
• TS 26.450 (Rel-19) — EVS Codec DTX System Level Aspects
• TS 26.451 (Rel-19) — EVS Codec Voice Activity Detector (VAD) Specification
• TS 26.452 (Rel-19) — EVS Codec Fixed-Point C Code Implementation
• … a dalších 5 specifikací

📖 Anglický originál a plná specifikace: SWB na 3GPP Explorer