АссистентНовый вопросИсторияОбласти знаний
Партнёрские проектыСпецпроектыСтать автором
Сменить язык
О РУВИКИ

Комфортный шум

Комфортный шум (англ. comfort noise, CNG (Comfort Noise Generation)[1], также комфортный тон) — это искусственно синтезируемый фоновый шум низкого уровня[2], используемый в радио и беспроводных коммуникациях для заполнения искусственных пауз в передаче, возникающих вследствие работы алгоритмов детектирования голосовой активности либо из-за высокой чистоты звучания современных цифровых линий связи.

Некоторые современные телефонные системы (такие как беспроводные системы и VoIP) используют детектор голосовой активности (VAD — Voice Activity Detection), разновидность шумоподавления, при которой передающее устройство игнорирует сигналы с низким уровнем громкости. В цифровых аудиопередачах это позволяет экономить пропускную способность канала передачи данных с помощью технологии прерывистой передачи (DTX — Discontinuous Transmission)[2], не передавая никаких сигналов, если уровень громкости источника опускается ниже заданного порога, отправляя только более громкие звуки (например, речь). Однако совершенствование технологий подавления фонового шума иногда приводит к полной фильтрации всех шумов. Несмотря на то, что максимизация качества соединения обычно является приоритетной задачей, избыточное удаление шума может не соответствовать привычному поведению терминалов в системе общей телефонной сети.

Проблемы, связанные с тишиной

Полное отсутствие звука в течение продолжительного времени может вызвать у слушателя нежелательные эффекты, а именно:

  • слушатель может решить, что соединение прервано, и преждевременно положить трубку;
  • речь собеседника может восприниматься «рваной», что затрудняет понимание;
  • резкое изменение уровня громкости может быть психологически некомфортным.
  • человеческий мозг обрабатывает абсолютную тишину как сигнал о проблеме, так как она неестественна[3];
  • неожиданные провалы в звуке увеличивают когнитивную нагрузку на пользователя[3].

Чтобы свести к минимуму эти эффекты, на стороне приёмника, обычно в беспроводных или VoIP-системах, добавляется комфортный шум — искусственный фоновый сигнал, заполняющий участки тишины в передаче.

Генерация шума

Сгенерированный комфортный шум воспроизводится на низком, но различимом уровне громкости, который измеряется в относительных величинах (дБов) и динамически адаптируется к фоновому шуму, чтобы избежать резких изменений восприятия[4][5].

Во многих VoIP-продуктах пользователи могут самостоятельно настраивать параметры работы VAD и комфортного шума либо полностью отключать эту функцию. Реализация генерации комфортного шума в протоколах SIP и SDP основана на механизме согласования медиа-параметров по модели «предложение/ответ» (offer/answer). Для этого в SDP-описании применяется атрибут a=rtpmap с явным указанием формата CN[6].

Стандарты и кодеки

IETF и VoIP

В рамках аудио-видео профиля RTP стандарт RFC 3389 определяет единый способ передачи информации о комфортном шуме в VoIP-системах[6]. В современных системах (например, WebRTC) используется кодек Opus со встроенным механизмом генерации комфортного шума (in-band CNG), для которого применение отдельного стандарта RFC 3389 не рекомендуется[7][8].

Мобильная связь и 3GPP

В стандартах мобильной связи 3GPP (включая GSM, LTE и 5G) для оптимизации голосовой связи применяется механизм прерывистой передачи (DTX). Во время пауз в разговоре вместо тишины передаются специальные кадры SID (Silence Insertion Descriptor). В речевых кодеках AMR и AMR-WB эти кадры содержат параметры фонового шума, позволяющие принимающей стороне генерировать реалистичный комфортный шум[9].[10]

В современных сетях (таких как VoLTE и 5G) используется кодек EVS (Enhanced Voice Services), который поддерживает усовершенствованные схемы генерации комфортного шума: LP-CNG (на основе линейного предсказания) и FD-CNG (работающую в частотной области и лучше воспроизводящую сложные типы шумов)[11].

Механизм DTX играет важную роль в экономии сетевого трафика и снижении уровня радиопомех. Технология также способствует энергосбережению мобильных устройств и сетевого оборудования[12]. В стандарте 5G-Advanced получает развитие технология micro-DTX, позволяющая базовым станциям переходить в спящий режим при отсутствии данных для передачи, что дополнительно снижает общее энергопотребление сетей[13].

Примеры

Многие радиостанции, в периоды запланированной тишины, транслируют звуки природы — пение птиц, шум городского движения и другие атмосферные фоновые шумы. Например, в Великобритании во время минуты молчания на Дне памяти звучит фоновый шум Лондона, чтобы слушатели были уверены, что радиостанция продолжает вещание, а также чтобы системы автоматического резервирования не запускали воспроизведение аварийных музыкальных записей при обнаружении молчания в эфире.

Во время блокады Ленинграда в качестве комфортного шума на радиосети Ленинграда звучал равномерный сигнал метронома, который показывал, что сеть продолжает работу[14].

Родственные понятия

Близким по смыслу является понятие сайдтона, при котором звук с микрофона телефонной трубки на низком уровне подаётся в её же наушник и служит своеобразной акустической обратной связью для абонента.

Примечания

  1. ↑ ТТ к ТУД v8. Ростелеком. Дата обращения: 28 мая 2026.
  2. ↑ 1 2 VAD and CNG (англ.). Adaptive Digital Technologies. Дата обращения: 28 мая 2026.
  3. ↑ 1 2 Восприятие тишины как сенсорного опыта. Газета Балаково. Дата обращения: 28 мая 2026.
  4. ↑ Suppapola, Seth; Samuel Ponvara Ebenezer & Justin L. Allen, "Comfort noise generator using modified Doblinger noise estimate", US 7649988
  5. ↑ Appendix II to ITU-T Recommendation G.711 (02/2000). ITU. Дата обращения: 28 мая 2026.
  6. ↑ 1 2 RFC 3389: Real-time Transport Protocol (RTP) Payload for Comfort Noise (CN). IETF. Дата обращения: 28 мая 2026.
  7. ↑ CNG (Comfort Noise Generation) (англ.). bloggeek.me. Дата обращения: 28 мая 2026.
  8. ↑ RFC 7587: RTP Payload Format for the Opus Speech and Audio Codec (англ.). IETF. Дата обращения: 28 мая 2026.
  9. ↑ SID (Silence Insertion Descriptor). 3GPP Explorer. Дата обращения: 28 мая 2026.
  10. ↑ TS 126 192 - AMR wideband speech codec; Comfort noise aspects. ETSI. Дата обращения: 28 мая 2026.
  11. ↑ TS 126 449 - EVS; Comfort noise generation (CNG) aspects. ETSI. Дата обращения: 28 мая 2026.
  12. ↑ Discontinuous Transmission (DTX). Lenovo. Дата обращения: 28 мая 2026.
  13. ↑ 5G-Advanced: The next evolution of 5G. Nokia. Дата обращения: 28 мая 2026.
  14. ↑ Radio, Encyclopaedia of St. Petersburg, <http://www.encspb.ru/en/article.php?kod=2804033930>. 

Литература

Категории