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基于多网络系统的MOS测试解决方案 摘要 通过介绍基于PESQ专利算法的多网MOS对比测试解决方案，以及在各运营商的实际应用案例展示了MOS测试在无线网络语音质量评估、优化以及提高用户感知度方面的重要作用。1 引言随着无线网络技术的不断发展和网络的逐渐普及，客户对网络的整体语音服务质量要求不断提高，语音质量的好坏直接影响着用户对于运营商的选择。因此，根据移动通信网络服务质量的要求，建立一套语音质量客观评价标准来更好地对网络语音服务质量进行定量分析和评估，逐步成为移动网络运营商在网络建设过程中必须考虑的关键问题。最早的语音质量评测标准仅是基于无线质量指标（RxQual，C/I，FFER等），但实际语音在传输中会经过无线、传输、交换、路由等多个节点，任一环节出现问题都会导致用户语音感知差，仅仅考虑无线指标是无法发现和定位语音质量问题的，于是基于用户感知的语音质量评价方法逐渐成为用户语音服务质量评测的最主要标准。2 MOS语音质量评价方法常用的语音质量评价方法分为主观评价和客观评价。早期语音质量的评价方式是主观评价，人们在打通电话之后通过人耳来感知语音质量的好环。1996年，国际ITU组织在ITU-T P.800和P.830建议书开始制订相关的评测标准，即MOS（Mean Opinion Score）测试。它是一种主观测试方法，将用户接听和感知语音质量的行为进行调研和量化，由不同的调查用户分别对原始标准语音和经过无线网传播后的衰退声音进行主观感受对比，评出MOS分值（见表1）。显而易见，在现实中让一组人接听语音和评价语音质量是非常困难和昂贵的。因此，ITU组织推行了大量的端到端语音质量客观测试技术的标准化工作，发布了几种语音评估算法标准（PAMS，PSQM，PSQM+，MNB，PESQ）。MOS评测开始摆脱原始的主观评估方式，使用量化算法计算相对应的级别及语音质量好坏程度。其中，P.862-PESQ （Perceptual Evaluation of Speech Quality）算法是ITU组织在2001年2月发布的目前最新的语音传输质量测量标准，由于其强大的功能和良好的相关性，它迅速成为目前最主流的语音评估算法。PESQ算法适用于评价各类端到端网络的语音质量，它综合考虑了感知中的各项影响因素（如编解码失真、错误、丢包、延时、抖动和过滤等），客观地评价语音信号的质量，从而提供可以完全量化的语音质量衡量方法。表1 MOS分值对照表3 PESQ算法原理从PESQ算法模型的结构图中可以看到整个算法的处理流程（见图1）。参考信号和通过无线网络传输后的退化信号通过电平调整，再用输入滤波器模拟标准电话听筒进行滤波（FFT）。这两个信号在时间上对准，并通过听觉变换和认知模型，映射到对主观平均意见分的预测。一般情况下，输出信号和参照信号的差异性越大，计算出的MOS分值就越低。图1 PESQ算法模型PESQ作为ITU-P.862中推荐的语音评估最新算法，相对于PSQM和MNB只能用于窄带编解码测量，并且对某些类型的编解码、背景噪声和端到端的影响，比如滤波和时延变化只能给出不精确的预测值，它的算法模型能提供更好的相关性（见表2），能在更广泛的条件下对主观质量给出精确地预测，包括背景噪声、模拟滤波、时延变化等。表2 不同语音评估算法的相关性ITU-T相关的资料证明：PESQ能够给出非常精确的预测值，它适用于目前所知的所有移动通信技术，如GSM，CDMA，3G等，以及编码器语音质量的测量（AMR等）。可以说，PESQ是目前最为先进和准确的语音评估量化算法，由该算法得到的MOS评估结果最为切合用户的实际主观感受。基于此，鼎利公司一直致力于PESQ算法的合作和研发，并成为PESQ专利提出者国内最早的合作伙伴，早在2002年初就已经开始语音评估方面的开发和研究，分别在Fleet自动测试系统及Pioneer传统路测系统上实现了PESQ测试，并在全国各地的移动运营商中得到了大量推广和应用。通过不断配合运营商进行PESQ专项研究和网络评估测试，发现和定位网络中存在的语音质量问题和隐患。在快速提升网络服务质量的同时，也不断地丰富MOS测试系统的功能，提升工程师对于PESQ MOS算法，MOS优化和测试的理解和积累，并实施于现网的网络维护和优化实际工作中。4 鼎利MOS测试解决方案鼎利MOS测试系统涵盖了一个综合的测试解决方案，它包括自动路测系统和传统路测系统。本文重点介绍最为广泛的两款MOS测试系统。4.1 Pilot Pioneer多网MOS路测系统支持基于GSM，CDMA，TD-SCDMA和WCDMA的多款测试手机或商用手机进行MOS评估测试，可同时对多达5网的网络系统进行对比评估。Pioneer作为一个通用的综合测试平台，仅需增加单独的音频MOS盒配件，即可平滑升级到MOS测试功能，其结构如图2所示。图2 Pioneer MOS测试结构图P