移動網(wǎng)絡(luò)MOS原理及改善方法淺析

摘#8195;要 解析MOS原理，分析影響因素，指出通過開啟EFR、TFO功能開啟，使MOS指標(biāo)得到明顯提升。

關(guān)鍵詞 MOS原理；PESQ算法；EFR；TFO

中圖分類號 TN 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)012-0115-01

1 概述

隨著GSM網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，客戶對話音質(zhì)量的感知成為網(wǎng)絡(luò)的重點，提升移動網(wǎng)絡(luò)的語音質(zhì)量，MOS指標(biāo)變的非常重要。本文作者經(jīng)過實踐，總結(jié)了提高網(wǎng)絡(luò)MOS值得有效方法，確保移動網(wǎng)絡(luò)語音質(zhì)量有效提升。

2 MOS原理

2.1 MOS原理

語音在傳輸中會經(jīng)過無線、傳輸、交換、路由等多個節(jié)點，任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會導(dǎo)致用戶語音感知差，基于用戶感知的語音質(zhì)量評價方法逐漸成為用戶語音服務(wù)質(zhì)量評測的最主要標(biāo)準(zhǔn)。

1996年國際ITU組織在ITU-T P.800和P.830建議書開始制訂相關(guān)的評測標(biāo)準(zhǔn)：MOS（Mean Opinion Score）測試。它是一種主觀測試方法，將用戶接聽和感知語音質(zhì)量的行為進行調(diào)研和量化，由不同的調(diào)查用戶分別對原始標(biāo)準(zhǔn)語音和經(jīng)過無線網(wǎng)傳播后的衰退聲音進行主觀感受對比，評出MOS分值。實際網(wǎng)絡(luò)測試中，一般市區(qū)內(nèi)MOS值達到3以上的時候，就表明網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量處于較好的水平。其中，P.862-PESQ（Perceptual Evaluation of Speech Quality）算法是ITU組織在2001年2月發(fā)布的目前最新的語音傳輸質(zhì)量測量標(biāo)準(zhǔn)，由于其強大的功能和良好的相關(guān)性，它迅速成為目前最主流的語音評估算法。PESQ算法適用于評價各類端到端網(wǎng)絡(luò)的語音質(zhì)量，它綜合考慮了感知中的各項影響因素（如：編解碼失真、錯誤、丟包、延時、抖動和過濾等）來客觀地評價語音信號的質(zhì)量，從而提供可以完全量化的語音質(zhì)量衡量方法。

2.2 PESQ算法原理

參考信號和通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸后的退化信號通過電平調(diào)整，再用輸入濾波器模擬標(biāo)準(zhǔn)電話聽筒進行濾波（FFT）。這兩個信號在時間上對準(zhǔn)，并通過聽覺變換。這個變換包括對系統(tǒng)中線性濾波和增益變化的補償和均衡，再通過認(rèn)知模型，從而映射到對主觀平均意見分的預(yù)測。一般情況下，輸出信號和參照信號的差異性越大，計算出的MOS分值就越低。

2.3 語音質(zhì)量（MOS）影響因素

由于PESQ算法考慮了整個信號傳輸過程中的中斷及衰變， 而不僅是空中接口部分，因此，影響MOS的主要因素有以下幾個方面。

1）語音編碼方案。2）C/I及質(zhì)量。3）DRX。4）傳輸質(zhì)量等。

5）切換頻次。

2.4 語音編碼

語音編碼方式：HR、FR、EFR、AMR。

對每種編碼方式采用不同的語音編碼方式，會得到相應(yīng)的MOS分，協(xié)議中給出相應(yīng)編碼方式的不同分值如表1。

3 MOS值提升方法

3.1 使用EFR獲得比FR優(yōu)秀的MOS值

EFR與FR在語音采樣量化部分是完全一樣的，都是采用8k速率對20ms的語音塊進行采用，然后采用16bit的量化，結(jié)果為128kbit/s的數(shù)據(jù)流，這個速率過高，不適合在無線路徑上直接傳輸，因此需要進行壓縮。EFR和FR的差別就就是從語言壓縮開始的。

1）EFR采用了更先進和復(fù)雜的壓縮算法，EFR的壓縮算法提供了接近有線通信的語音質(zhì)量。因此，相對FR來說，EFR首先在語音編碼方面就可以提供較好的語音質(zhì)量。

2）再對比信道編碼，EFR的信道編碼保護也是要好于FR的，具體的信道編碼的算法是這樣的：①對ClassA最為重要比特是需要增加L1的CRC校驗位，對于EFR的CRC校驗位為12，F(xiàn)R的校驗位為3。EFR好于FR；②對于ClassA最為重要比特和ClassB的重要比特是需要進行卷積編碼的，EFR進行卷積編碼的比特為184個，F(xiàn)R為182個。EFR好于FR。

因此，EFR在無線路徑上傳輸?shù)目煽啃砸埠糜贔R。

綜上，與FR相比，EFR在語音編碼上更為高效，可以保留更為真實的語音信息，在信道編碼上的算法也可以更可靠的傳輸，因此有著比FR優(yōu)秀的MOS質(zhì)量。

3.2 使用TFO功能提升MOS值

1）TFO概念介紹。TFO（Tandem Free Operation）全稱為自由串聯(lián)傳輸模式，當(dāng)通話雙方都采用手機并且使用相同編碼方式的情況下，在雙方的A接口都可以省卻由GSM編碼（TRAU frames）和G.711（PCM samples）編碼的轉(zhuǎn)化過程，減少了在碼型變換過程中的語音信息的丟失及時延，從而有效地提高MOS值。

2）TFO作用流程介紹。正常情況下，兩部手機在進行通話時語音會在速率編解碼模塊中進行兩次編解碼轉(zhuǎn)換工作。

開啟TFO功能后，通話過程中當(dāng)上行的16K編碼語音到達A口時，若滿足TFO啟動機制，則TC將對16K語音插入一個TFO幀使之在MSS之間傳輸，在下行A口時取消TFO幀繼續(xù)傳輸，免去了語音速率的編解碼過程，減小了話音損失的同時，也減少了語音的時延，提高客戶感受度。

4 結(jié)論

通過以上調(diào)整，經(jīng)反復(fù)測試驗證，有效提升MOS值。其中TFO功能的開啟對MOS值的提升最為明顯，TFO功能是減少了在碼型變換過程中語音信息的丟失及時延，從而提高MOS值。

良好的MOS值，才能保證用戶感知度，所以MOS值的提升成為一項重要的工作。確保全面提高用戶感知，增強網(wǎng)絡(luò)運營商的競爭力。

參考文獻

[1]NSN內(nèi)部交流材料.NSN.

[2]BSS PAR.NSN.

[3]張威.GSM網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化.人民郵電出版社.

作者簡介

張志英（1969-），女，畢業(yè)于北京郵電大學(xué)通信工程專業(yè)，現(xiàn)就職于中國聯(lián)通甘肅省分公司，從事移動通信運行維護、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作。

于寧鳳（1973-），女，畢業(yè)于蘭州交通大學(xué)通信工程專業(yè)，學(xué)士學(xué)位，職稱：工程師，現(xiàn)就職于中國聯(lián)通甘肅省分公司，從事移動通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作8年。