王瑋 羅德與施瓦茨（中國）科技有限公司

羅德與施瓦茨技術(shù)專欄

基于QualicPoc終端的現(xiàn)場語音質(zhì)量測試方案

王瑋 羅德與施瓦茨（中國）科技有限公司

編者按：語音質(zhì)量不僅受到語音編碼方式和誤幀率這兩者的影響，通訊網(wǎng)絡(luò)和終端中采用的很多器件也會實(shí)施自動電平調(diào)整、智能損耗補(bǔ)償及類似的策略來保證嚴(yán)苛環(huán)境下的通信，但是這些器件在一次連接中會被使用多次，因此造成了潛在的干擾風(fēng)險(xiǎn)。羅德與施瓦茨（中國）科技有限公司王瑋所撰《基于QualicPoc終端的現(xiàn)場語音質(zhì)量測試方案》一文對基于QualicPoc終端的現(xiàn)場語音質(zhì)量測試方案進(jìn)行了分析和研究。SwissQual的QualiPoc手持安卓路測終端，可以支持語音和數(shù)據(jù)服務(wù)的質(zhì)量評估，并且可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)問題的定位及射頻指標(biāo)的優(yōu)化。

1 語音質(zhì)量評估算法介紹

為了建立新的客觀語音質(zhì)量模型，以解決ITU-T P.862PESQ模型算法的已知問題和缺點(diǎn)。例如，支持新型的語音編碼；支持增強(qiáng)型的丟幀消除技術(shù)；聲學(xué)干擾，例如回聲和混響；支持超寬帶語音，帶寬從50Hz～14KHz；支持語音質(zhì)量增強(qiáng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用非線性的處理方法來增強(qiáng)語音的可理解性。ITU在2005年開始了POLQA項(xiàng)目，在評估過程中，6個候選模型分別對45000段語音文件進(jìn)行對比分析，最終SwissQual的SQuard模型同來自O(shè)pticom公司和TNO公司的兩個模型勝出，新模型結(jié)合了3個公司模型的優(yōu)勢，并最終于2011年1月完成了POLQA模型的標(biāo)準(zhǔn)化工作。

ITUTP.863POLQA是第一個被ITU認(rèn)可的支持超寬帶語音評估的標(biāo)準(zhǔn)，對于語音而言，雖然在超寬帶之外還有全帶寬的定義，帶寬從20Hz～20KHz。而一般從實(shí)際操作層面來看，超寬帶語音也可以被認(rèn)為是無帶寬限制了，因?yàn)閺恼５陌l(fā)聲角度，14KHz以上的分量占比已經(jīng)非常少了。

一個有趣的問題是對于寬帶語音的定義，同傳統(tǒng)的窄帶語音（300～3400Hz）相比，寬帶語音以16KHz的采樣率支持7KHz的語音帶寬（100Hz～7KHz），該定義始于20世紀(jì)80年代，早期的編碼標(biāo)準(zhǔn)基于ADPCM方式（ITUTG.722），寬帶語音在移動通信網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模應(yīng)用，采用了AMRWB和EVRCWB兩種編碼方式，盡管帶寬的上限頻率是7000Hz，但是下限頻率實(shí)際上僅取決于移動電話的電聲器件。

目前，語音質(zhì)量不僅受到語音編碼方式和誤幀率這兩者的影響，通訊網(wǎng)絡(luò)和終端中采用的很多器件會實(shí)施自動電平調(diào)整、智能損耗補(bǔ)償及類似的策略來保證嚴(yán)苛環(huán)境下的通信，但是這些器件在一次連接中會被使用多次，因此造成了潛在的干擾風(fēng)險(xiǎn)。

2 QualiPoc功能介紹

QualiPoc基于最新的安卓智能終端，支持全球范圍內(nèi)所有的商用通信標(biāo)準(zhǔn)，如GSM、GPRS、EDGE、WCDMA、HSDPA、HSUPA、HSDPA DC、LTE-FDD& TD-LTE、cdma2000?、EVDORev.0/A，并且完整地記錄和解調(diào)各個協(xié)議層的消息，如L1、L2、L3、TCP/IP、IMS、SIP。可以支持解調(diào)終端的RTP協(xié)議包數(shù)據(jù)。

從產(chǎn)品配置角度可以分為AndroidRF和Android QA兩個版本，其中RF版本主要針對網(wǎng)絡(luò)問題的定位和射頻指標(biāo)的優(yōu)化等，而QA版本除了RF的功能之外還支持語音質(zhì)量、視頻質(zhì)量等用戶體驗(yàn)測試。針對語音質(zhì)量評估可以支持PESQ、POLQA以及SQuard08算法，其中SQuard算法是SwissQual的自有算法，并且是POLQA的3個原始模型算法之一。目前，QualiPoc可以集成的型號包括SamsungGalaxyS5、S4；LGG3、G2；Sony Xperia Z2、Z1和平板電腦如Samsung Note 10.1 LTE等。

3 外場語音質(zhì)量測試方法

在測試語音質(zhì)量的過程中，可以使用兩種方式來搭建語音質(zhì)量測試環(huán)境，分別是DoubleEndedCall和CalltoAnsweringStation。其中，DoubleEndedCall支持多種場景，包括兩部Qualipoc安卓終端互相呼叫，Qualipoc安卓終端呼叫Diversity呼叫服務(wù)器（PSTN/ ISDN）等，這種Diversity呼叫服務(wù)器可以支持多路通道并行呼叫的能力。而CalltoAnsweringStation是將一部QualiPoc進(jìn)入AnsweringStation模式，這樣可以在另外一部QualiPoc發(fā)起下行MOS測試。在測試的過程中，由于QualiPoc提供了比較完全的Forcing功能，因此可以針對某個特定的RAT甚至某個固定的頻段進(jìn)行鎖定，以便得到希望測試的無線承載測試結(jié)果。其中，圖1為MOS的測量界面截圖；圖2是QualiPoc的Forcing功能。另外，圖2強(qiáng)制終端只工作在GSM的900MHz頻段和WCDMA的2.1GHz頻段。

在算法選擇中，可以選擇PESQ、POLQA、POLQA（WB）、SQuad08、SQuad08（WB）。其中，POLQA和SQuard08采用窄帶測試模型，而POLQA（WB）和SQuad08（WB）采用超寬帶測試模型（見圖3、4）。

在測試的過程中，例如做的是A→B，首先A做一個DTMF的ConfigurationCall給B，兩者通過ConfigurationCall完成同步，同步完成之后，A繼續(xù)向B打一個電話，開始呼叫，B側(cè)按照之前的同步信息播放波形文件，在A側(cè)可以得到A終端的下行MOS測試結(jié)果。圖5和6提供了兩個雙向MOS測試的EventLog。

圖1 MOS測量結(jié)果

圖2 QualiPoc Forcing設(shè)置

圖3 Signalinglog結(jié)果

圖4 Map顯示界面

圖5 MOS測試MT側(cè)

圖6 MOS測試MO側(cè)

SwissQual提供后處理軟件如NetQualNQView和NetQualNQDI兩個工具來進(jìn)行數(shù)據(jù)后期的分析及統(tǒng)計(jì)處理。其中，NQView可以回放QualiPoc的測量數(shù)據(jù)，而NQDI是基于SQL數(shù)據(jù)庫的深入統(tǒng)計(jì)分析工具，NQDI也適合批量的數(shù)據(jù)分析等功能。

此外，QualiPoc也可以支持并發(fā)測試，可以單個語音和多個數(shù)據(jù)任務(wù)的并發(fā)測試任務(wù)，當(dāng)然該功能取決于不同的運(yùn)營商和網(wǎng)絡(luò)的策略。在視頻質(zhì)量方面，QualiPoc支持J.343.1算法，該算法為無參考的主觀評測模型。

4 結(jié)束語

SwissQual的QualiPoc手持安卓路測終端，可以支持語音和數(shù)據(jù)服務(wù)的質(zhì)量評估，并且可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)問題的定位及射頻指標(biāo)的優(yōu)化。作為優(yōu)選的手持式測試終端，QualiPoc為業(yè)界設(shè)置了一個新的標(biāo)準(zhǔn)。而QualiPoc在語音質(zhì)量、視頻質(zhì)量以及并發(fā)業(yè)務(wù)方面表現(xiàn)尤為出色，并可以結(jié)合更多的路測背包系統(tǒng)和后續(xù)的后處理軟件等適合用戶使用的測試系統(tǒng)來完成網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)的評估，即問題的定位。