基于QualicPoc終端的現場語音質量測試方案

王瑋 羅德與施瓦茨（中國）科技有限公司

羅德與施瓦茨技術專欄

基于QualicPoc終端的現場語音質量測試方案

王瑋 羅德與施瓦茨（中國）科技有限公司

編者按：語音質量不僅受到語音編碼方式和誤幀率這兩者的影響，通訊網絡和終端中采用的很多器件也會實施自動電平調整、智能損耗補償及類似的策略來保證嚴苛環境下的通信，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險。羅德與施瓦茨（中國）科技有限公司王瑋所撰《基于QualicPoc終端的現場語音質量測試方案》一文對基于QualicPoc終端的現場語音質量測試方案進行了分析和研究。SwissQual的QualiPoc手持安卓路測終端，可以支持語音和數據服務的質量評估，并且可以進行網絡問題的定位及射頻指標的優化。

1 語音質量評估算法介紹

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

ITUTP.863POLQA是第一個被ITU認可的支持超寬帶語音評估的標準，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。而一般從實際操作層面來看，超寬帶語音也可以被認為是無帶寬限制了，因為從正常的發聲角度，14KHz以上的分量占比已經非常少了。

一個有趣的問題是對于寬帶語音的定義，同傳統的窄帶語音（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80年代，早期的編碼標準基于ADPCM方式（ITUTG.722），寬帶語音在移動通信網絡大規模應用，采用了AMRWB和EVRCWB兩種編碼方式，盡管帶寬的上限頻率是7000Hz，但是下限頻率實際上僅取決于移動電話的電聲器件。

目前，語音質量不僅受到語音編碼方式和誤幀率這兩者的影響，通訊網絡和終端中采用的很多器件會實施自動電平調整、智能損耗補償及類似的策略來保證嚴苛環境下的通信，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險。

2 QualiPoc功能介紹

QualiPoc基于最新的安卓智能終端，支持全球范圍內所有的商用通信標準，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各個協議層的消息，如L1、L2、L3、TCP/IP、IMS、SIP。可以支持解調終端的RTP協議包數據。

從產品配置角度可以分為AndroidRF和Android QA兩個版本，其中RF版本主要針對網絡問題的定位和射頻指標的優化等，而QA版本除了RF的功能之外還支持語音質量、視頻質量等用戶體驗測試。針對語音質量評估可以支持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 外場語音質量測試方法

在測試語音質量的過程中，可以使用兩種方式來搭建語音質量測試環境，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呼叫服務器（PSTN/ ISDN）等，這種Diversity呼叫服務器可以支持多路通道并行呼叫的能力。而CalltoAnsweringStation是將一部QualiPoc進入AnsweringStation模式，這樣可以在另外一部QualiPoc發起下行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行鎖定，以便得到希望測試的無線承載測試結果。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繼續向B打一個電話，開始呼叫，B側按照之前的同步信息播放波形文件，在A側可以得到A終端的下行MOS測試結果。圖5和6提供了兩個雙向MOS測試的EventLog。

圖1 MOS測量結果

圖2 QualiPoc Forcing設置

圖3 Signalinglog結果

圖4 Map顯示界面

圖5 MOS測試MT側

圖6 MOS測試MO側

SwissQual提供后處理軟件如NetQualNQView和NetQualNQDI兩個工具來進行數據后期的分析及統計處理。其中，NQView可以回放QualiPoc的測量數據，而NQDI是基于SQL數據庫的深入統計分析工具，NQDI也適合批量的數據分析等功能。

此外，QualiPoc也可以支持并發測試，可以單個語音和多個數據任務的并發測試任務，當然該功能取決于不同的運營商和網絡的策略。在視頻質量方面，QualiPoc支持J.343.1算法，該算法為無參考的主觀評測模型。

4 結束語

SwissQual的QualiPoc手持安卓路測終端，可以支持語音和數據服務的質量評估，并且可以進行網絡問題的定位及射頻指標的優化。作為優選的手持式測試終端，QualiPoc為業界設置了一個新的標準。而QualiPoc在語音質量、視頻質量以及并發業務方面表現尤為出色，并可以結合更多的路測背包系統和后續的后處理軟件等適合用戶使用的測試系統來完成網絡指標的評估，即問題的定位。