A GSM telefon hangja miért csak 8000 Hz-cel van mintavételezve és a CD meg 44100-zal? Miért nem lehetne a mobilnak is CD minősége, ha egyszer a technika már ott van?

De, lehetne CD-minősége. Sőt, még jobb is. A kérdés, hogy szükséged lenne-e rá. Kell-e neked a hétköznapokban az, hogy CD-minőségben telefonálj? Mert szerintem arra, hogy megkérdezd a barátodat/barátnődet, mikor ér haza, tök felesleges a 44 kHz-es mintavételezés. A jelenlegi rendszerrel is érthető a hang, 44 kHz-es mintavételezés mellett pedig nagyobb adatátviteli sebességre lenne szükség.

És azt se felejtsük ki, hogy a mobilok mikrofonjai közel sem stúdióminőségűek, míg a CD-ket stúdiókban veszik fel. Emelheted te a frekvenciát az egekig, akkor is csak a dobozhangon szóló mikrofon hangját digitalizálod, amibe belefúj a szél, közelről beleordít a nagyothalló nagymama és a háttérben csörömpöl a villamos. Ezt pedig egy dobozhangú, fülre szorított hangszóróból játszod vissza, amiből a csúcsminőségű, profi módon kevert hang is kb. ugyanúgy szól, mint a GSM-en át érkező beszéd. Akkor meg nem mindegy?

A telefont eredetileg emberi hang átvitelére találták ki. Az emberi hang alapfrekvenciája 85-160 Hz (férfiaknál) vagy 166-255 Hz (női hang). Éppen ezért kisebb sávszélesség - ezt 4000 Hz-ben határozták meg anno - is elegendő; pláne ha takarékoskodni is akartak/akarnak az erőforrásokkal.

A 8000 Hz ennek a 4000 Hz-es beszédcsatornának a duplája - a Nyuist-Shannon mintavételezési törvény értelmében a sávszélesség duplája kell.

Az okostelefon audiorendszere azért képes a 44100 Hz-es mintavételezésre, mert egy okostelefonnal nem csak telefonálsz, hanem zenét is hallgatsz, filmet is nézel, és emiatt szükséges a teljes hallható hangtartomány (16-20000 Hz) mintavételezésére alkalmas ADC/DAC-áramkör.

De hiába az audiorendszer magas mintavételezési potenciálja, ha egyrészt az emberek nagy része továbbra is megelégszik a beszédcsatorna sávszélességével; illetve a rádiós/kapcsolt vonalas telefon-csatorna szűkös erőforrásaival is takarékoskodni kell.

Az áttörést az LTE nyújtja, ahol már a nagyobb adatátvitelt biztosító csatornát használva, már jobb hangminőség érhető el:

[link]

Vagy másik megoldás valamilyen VOIP alkalmazás - Skype, Viber - használata.

A GSM szabványra épülő első mobilhálózat 1991-ben épült. Ez - akárhogy nézem - 24 éve volt. Ha jól emlékszem, a hálózat alapjait korábban, a '80-as évek közepén-végén fektették le. Ekkoriban az asztali számítógépeknél a 80286 és a 80386-alapú architektúrák jelentették a csúcsot, aminél a mai, zsebben hordozható okostelefonok úgy nagyjából ezerszer(!) nagyobb számítási teljesítményre képesek. Ja, amúgy akkoriban a "hordozható számítógép" azt jelentette, hogy 80x25 karakteren mononkrómban vereted a DOS-t, legfeljebb 3-4 órán át, ez pedig alig volt 10 kiló. Hasonlítsd össze a mai Androiddal: ég és föld.

Akkoriban tehát lényegesen kisebb számítási teljesítményre kellett méretezni mindent. Az ugyanis, hogy mennyi a mintavételezési frekvencia, neked csak egy szám. De a digitalizált hangot fel kell dolgozni, tömöríteni kell, el kell küldeni a hálózaton, a túloldalon vissza kell fejteni, át kell vinni a D-A átalakítón, úgy jut a füledbe a hangszórón át - az ötször akkora mintavételezési frekvencia felületes becsléssel ötször akkora adatmennyiséget jelent minden egyes lépésnél. A '80-as évek közepén-végén arra megvolt a lehetőség, hogy 8 kHz-cel mintavételezzenek mobiltelefon méretű eszközök (ennyit tudott az FR, a HR és a későbbi EHR), arra már nem, hogy a 44,1 kHz-et tudjanak. Ja, és az akkori telefonok igazi "féltéglák" voltak, a mainál nagyobb fizikai mérettel és tömeggel. Igaz, tölteni ugyanúgy naponta kellett őket - ez már csak az én megjegyzésem.

Tehát mikor a GSM-et kitalálták, egyszerűen ez volt a csúcs. Nem lehetett többet elérni, a CD akkoriban már ismert volt, de csak a techb***ik méregdrága játékszere volt, a köznép a '80-as évek közepén még tök jól elvolt az LP-vel és a kazettával. Azóta mondjuk változott a világ, már a CD-t sem ismerjük, csak az MP3-at.

A szabvány meg makacs dolog. Megalkotják, aztán évtizedeken át egyeduralkodó. A GSM-hez se nagyon nyúltak hozzá három évtized alatt, akkor sem, ha a technika lehetővé tette volna. Egyszerűen senki sem akarta felrúgni az egészet azért, mert a technika már tud többet is. Egy új távközlési szabvány ugyanis azt jelenti, hogy a régi eszközöket ki lehet dobni a kukába, a GSM megújításával pedig ezt senki sem merte vállalni. Inkább maradt az ősrégi alapelv, ami egyébként - valljuk be - a célnak megfelelő még ma is. Érteni a beszédet, aki este 8-ra ígérkezik, azt nem reggel 7-re várod - ennyi elég is. Ha többre vágysz, azt viszont ne a GSM-en keresd, mert vannak újabb átviteli szabványok, ezen át - ahogy írták is - már megy a VoIP, ott meg várhatsz CD-minőséget is.