提升WCDMA语音质量MOS的方法研究与实现.doc

提升WCDMA语音质量MOS分的方法研究与实现第1页, 共11页第 1 页 共 11 页提升WCDMA语音质量MOS分的方法研究与实现摘要：本文介绍了WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access)网络语音质量MOS（Mean Opinion Score）原理及评价方法，分析了影响WCDMA网络语音质量MOS（Mean Opinion Score）分的主要原因，从无线和交换侧总结出了一些有效提升WCDMA网络语音质量MOS分的优化方法关键词：WCDMA 语音质量 MOS1、语音质量MOS原理语音质量MOS测试法是对移动通信网络语音服务质量进行定量分析和评估的一种方法不仅无线信道的复杂性可能会造成语音质量的恶化，同时通话质量会受噪声、畸变、回声、延时、通话间隙和许多其他问题的影响， 其中采用不同的语音编码方式也会是直接影响到语音的质量的最重要表现形式通常 “打”的语音传输流程：说话者的语音经过语音编码后，数据量减少到原来的近20%，通过信道编码加上保护比特后经无线信道传送到网络，并再由无线信道传送到接收端，通过信道解码以及语音解码恢复成语音送达到收听者。

在这整个过程中，采用不同的语音编码方式会影响到语音的质量，无线信道的复杂性可能会造成语音质量的恶化，而接入网与核心网也可能引入回声、延时、单通、串话和噪声等，最终会影响到接收者的收听效果因此语音质量的评估其实是对整个系统性能的综合评估而MOS（Mean Opinion Score）测试法正是从终端用户角度对网络质量评估的一种方法，下图为MOS测试示意图见图一图一：MOS测试示意图MOS测试示意图2、MOS分评价方法通常用MOS分评价方法包括主观MOS分评价和客观MOS分评价:2.1、 主观 MOS 分评价ITU－TP.800 和P.830定义MOS的主观测试方法: 由不同的人分别对原始语料和经过系统处理后有衰退的语料进行主观感觉对比，得出MOS分，最后求平均值，这是一种纯粹主观的定性测量ITU-T选取在很宽的听觉范围内，不同年龄、性别和语言组别的相同得分，作出语音质量的判别标准，目前此评价法适合客服方面第三方评估，间接为网优人员提供数据参考ITU-T建议MOS值的评分范围为[1，2，3，4，5]共5个等级，如见下表表一所示：MOS分分值值主主观观意意见见听听觉觉感受感受4－5分优秀(excelent)很好，听的清楚，延迟很小，交流流畅3－4分良好(good)稍差，听的清楚，延迟小，交流欠缺顺畅，有点杂音2－3分一般(fair)还可以，听不太清，有一定延迟，可以交流1－2分差(poor)勉强，听不太清，延迟较大，交流重复多次1分以下很差(bad)极差，听不懂，延迟大，交流不通畅表一：MOS分等级2.2、 客观 MOS 分评价 :其中ITU-TP.862（[PESQ（Perceptual Evaluation of Speech Quality,感知语音质量评价））]是目前提升WCDMA语音质量MOS分的方法研究与实现第2页, 共11页第 2 页 共 11 页ITU推荐用于端到端网络语音质量测试的方法。

PESQ原理如下图图二所示：发送一个语音参考信号通过网络，在网络的另一端采用数字信号处理的方式比较样本信号和接收到的信号，进而估算出网络的语音质量它是一种基于听觉模型的语音评估方法，能提供主客观相关性较高的音质评价，可提供上、下行PESQ语音评分，对上、下行语音评分结果进行综合比较目前某某联通采用客观MOS分评价方法分析WCDMA网络语音质量好坏图二：PESQ原理图3、研究提升WCDMA语音质量有效MOS提升的方法研究方法直到现在，移动通信最主要基本业务仍然是语音业务，语音质量的好坏直接影响用户对于运营商的选择；另外，随着移动网络发展的日趋成熟，用户对网络的性能质量要求逐渐提高在中国联通WCDMA正式商用前，提供一张WCDMA精品网络是我们联通优化人员不舍的追最求根据WCDMA网络结构，对WCDMA网络各个节点和接口（见图三）中可能影响MOS分的因素，网优人员可从以下几个方面进行逐一排查，对提升WCDMA语音质量有很好的帮助，配合路测分析对语音质量的提升起到立竿见影的效果定位，再有针对性地进行解决1）检查情况，是否与测试相关，是否测试设备问题影响了MOS分测试结果；2）研究现网过去历次网络相关参数修改过程，检查参数配置修改状态；3）比较本地网络的参数和其他同设备厂家城市网络的参数，检查参数配置差别；4) 测试语音呼叫过程的功率控制过程和空口误码率的情况；5）检查IUB ATM链路数据单元发送和接受状态，检查NodeB与RNC之间的数据传输是否存在异常，是否产生数据丢包；6）检查IUB用户面的数据传输过程和状态，是否存在数据时延与数据丢包；7）检查7670传输时延控制；8）检查核心网TrFO配置情况，是否开启TrFO功能。

图三：MOS分析研究与调查节点 二4、九江WCDMA网络MOS分较低问题处理案例分析与处理4.1、问题汇总概述中国联通九江分公司2009年5月份开始在市区和庐山景区开始建设WCDMA网络，经过通过单站优化、提升WCDMA语音质量MOS分的方法研究与实现第3页, 共11页第 3 页 共 11 页簇优化和全网优化后，经过前期全网测试发现，九江地区市区覆盖情况以及业务接入和持续良好，但动员公司和社会人员对九江地区MOS问题进行了专项调查，结果但是MOS分较低（MOS测试为3.1左右，和联通总部定要求的达标值3.7差距较大），）动员公司和社会人员对九江地区MOS问题按照主观评价进行了专项调查，结果也不太理想针对这种情况，我网优人员根据以上研究方法对MOS分较低问题进行跟踪处理专门对九江地区MOS问题进行了现场专项讨论与调查研究4.2、 4.2、2、调查研究与分析过程4.2、通过采集九江 WCDMA 全网配置数据，并对现网数据进行了分析，对于可能存在的问题，进行了逐一排查定位，详细调查了九江 WCDMA 网络各个节点和接口,有针对性地提出了排查问题的各种方案，具体过程如下：4.2、1）研究过去历次网络相关参数修改过程，检查参数配置修改状态；4.2、2）比较九江网络的参数和其他同设备厂家城市网络的参数，检查参数配置差别；4.2、3) 测试语音呼叫过程的功率控制过程和空口误码率的情况；4.2、4）检查 IUB 用户面的数据传输过程和状态，是否存在数据时延与数据丢包；4.2、5）检查 IUB ATM 链路数据单元发送和接受状态，检查 NodeB 与 RNC 之间的数据传输是否存在异常，是否产生数据丢包；4.2、6）检查 7670 传输时延控制；4.2、7）检查情况，是否与测试相关，是否测试设备问题影响了 MOS 分测试结果；4.2、8）检查核心网 TrFO 配置情况，是否支持 TrFO。

4.2、4.2、 4.2、MOS 分析研究与调查节点4.2、 4.2、3 影响 MOS 分的因素分析与处理 通过采集九江WCDMA全网配置数据，并对现网数据进行了分析，对于可能存在的问题，进行逐一排查定位，并有针对性地提出解决问题的各种方案下面将通过结合客观MOS评价解决MOS分偏低问题 4.2.1、检查测试情况检查测试情况，验证MOS分偏低是否与测试相关对比不同情况及不同测试结果，主要检查测试音量等级，对于MOS的影响，测试结果消除了对目前可能出现问题的怀疑提升WCDMA语音质量MOS分的方法研究与实现第4页, 共11页第 4 页 共 11 页4.2.2、3 分析过去历次网络相关参数修改过程首先对网络参数中可能影响MOS分的相关参数作了详尽的检查，根据MOS分与语音数据包的传输误码和传输时延相关，详细分析了网络中每一个节点或接口控制过程，包括以下参数通过核查前期的修改过程，逐一排除并确定了前期参数修改过程基本上不会导致MOS分变化 1）空口功率控制过程的相关参数；2）NodeB物理层编码解码处理相关的参数；3）Iub接口控制传输方面的相关参数；4）ATM传输相关的参数；5）7670 ATM交换机的相关参数； 6）RNC处理控制方面的参数；7）控制IU接口相关的参数。

4.2.3、3 比较九江网络的参数和其他同设备厂家城市网络的参数配置详细分析九江网络参数配置的同时，分析了在其他同设备厂家城市网络的参数配置，通过比较，发现九江WCDMA网络有很多的参数配置与其他城市不同针对这些参数不同的配置，详细检查了每一个配置是否会引起语音MOS值的变化，也按照不同情况分类分析处理对每一种类参数配置，分别进行了测试，逐一排除并确定了这些参数基本上不会导致MOS值分变化 4.2.4、3 空口数据传输质量分析检查和NodeB之间的内环功率控制过程，还有外环功率控制过程在不影响网络系统容量的情况下，选择适当的和NodeB之间语音信号的功率控制过程，可以有效地减少语音数据传输误码从实际分析测试结果来看，网络系统内环和外环功率控制过程，空口无线的BLER（BlockErrorRatio，误块率）也达到系统设定要求 4.2.5、3 检查 7670 IMA 传输时延控制九江WCDMA网络NodeB和RNC之间采用IMA连接方式，通过多条不同的E1线连接传输ATM单元数据包，IMA控制协议在数据传输过程中会检测各个链路的数据传输状态和他们之间的同步在IMA传输的多条E1链路中，由于各种原因，彼此之间在传输数据的过程中会存在不同的时间延迟，所以IMA在传输数据的过程中，需要控制它们之间的时间延迟的差别不能超过一定的门限。

对于不同的业务数据，由于对QOS（服务质量）的不同要求，可以有不同的传输时延要求对于UMTSWCDMA应用业务，对于对传输时间延迟比较敏感的业务，这个门限值不能设的太高，以免减低业务的QOS质量比如，对于语音业务来说，系统规定2ms的传输迟延是可以的所以，修改系统的IMA传输迟延，限定在2ms，有效地改善IMA的传输质量，通过局部验证测试发现（见表二），平均MOS分也得到了提升，提升幅度约为0.2，验证测试的MOS分统计和示意图如下PESQLQ序号范围采样点百分比1= 3.5030452.23% 总总采采样样点点582平均平均值值3.426最大最大值值4.076最小最小值值1.047提升WCDMA语音质量MOS分的方法研究与实现第5页, 共11页第 5 页 共 11 页表二：MOS路测统计（部分区域）4.2.6、 4.2.6、MOS 路测结果（部分区域）4.2.6、 4.2.6、3NodeB 时钟同步ASB的基站时钟源同步到IMA的第一根E1上，因此时钟跟着RNC走通过网管检测所有基站的同步状态时发现部分部门基站存在时钟不同步： JJ_DaZhongDa, E1/T1/0,Unlocked,Failed,0x07BF,Noalarm/Nowarning JJ_DaZhongDa_I, E1/T1/0,Unlocked,Failed,0x0798,Noalarm/Nowarning JJ_DaiSanFang, E1/T1/0,Locked,OK,0x07FB,Noalarm/Nowarning 具体检测这些基站的时钟同步历史记录发现，这些基站的时钟同步历史记录非常不稳定，通过修改了传输设备TN7670的时钟源从同步到RNC端到同步到NodeB端后发现时钟同步问题得到解决。

下面是九江联通大楼的修改前后的时钟同步记录的比较：修改前的不稳定时钟记录：23 : 1000019D 1000 0019 10006462 11 00 07E0 07F4 04 07 0047E6FC24 : 100001D0 1000 0019 1000B954 13 00 07E0 07F3 04 07 0047FFFB25 : 100000BC 1000 0019 10011C56 11 00 07E0 07F6 04 06 004818F。