GSM网络质量MOS提升建议

1、GSM网络质量MOS提升建议Nokiai Siemens Net worlds2011.2名目1.2.2.12.23.13.23.3概述语音质量(MOS)定义3MOS原理介绍 3 PESQ算法原理4 语音质量 语音编码 语音质量 切换频次(MOS)阻碍因素 43.4DTX对语音的阻碍 53.3.5 传输质量对语音的阻碍 64. 指标提升建议4.1 优化流程 64.2 优化手段 664.2.1无线侧优化64.2.2BTS 侧104.2.3BSC侧104.2.4传输侧114.2.5交换侧115. 现网体会 11河南郑州 MOS 优化 115.15.25.35.4福建莆田地区质量优化 11内蒙呼市

2、CTC 试验 11宁波移动 TFO 试验 11概述本文对 GSM 网络的语音质量 MOS 指标的阻碍因素进行分析，针对有 关的网元、接口等多个角度提出了相应的检查及优化方法，并在此基础上 提出相应的指标提升方案。提升方案包括以下几个方面：无线侧：语音编码优化质量、 C/I 优化切换频次优化BTS 侧：DTX 功能检查BSC 侧：TFO功能开启传输侧检查交换侧检查具体提升方案细节，详见后文分析。语音质量（MOS）定义MOS原理介绍最早的语音质量评测标准仅是基于无线指标的（RxQual），但实际语音 在传输中会通过无线、传输、交换、路由等多个节点，任一环节显现咨询 题都会导致用户语音感知差，仅仅考

3、虑无线指标是无法发觉和定位语音质 量咨询题的，因此基于用户感知的语音质量评判方法逐步成为用户语音服 务质量评测的最要紧标准。具体见表1。表1 MOS分值对比表级不MOS分值用户中意度优5.0专门好，听得专门清晰，无失真感，无延迟感良4.0稍差，听得清晰，延迟小，有点杂音中3.0还能够，听不太清晰，有一定延迟，有杂音，有失真差2.0将就，听不太清，有较大杂音或断续，失真严峻劣1.0极差，静音或完全听不清晰，杂音专门大表2 不同语音评估算法的有关性种类有关系数P ESQPAMSP SQM1P SQM+MNB移动网络平均值0.9620.9540.9240.9350.884最差值0.9050.8950

4、.8430.8590.731其中，P.862-PESQ（ Perceptual Evaluation of Speech Quality）算法是ITU组织在2001年2月公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有关性，它迅速成为目前最主流的语音评估算法。PESQ算法适用于评判各类端到端网络的语音质量，它综合考虑了感知中的各项阻碍因素（如编解码失真、错误、丢包、延时、抖动和过滤等）来客观 地评判语音信号的质量，从而提供能够完全量化的语音质量衡量方法。P ESQ算法原理从PES电爭asL参考信号和通过无线网络传输 器模拟标准电话听筒进行滤波 听觉变换。那个变换包括对系 通过

5、认知模型，从而映射到 J对 信号和参照信号的差异:性越大型的结构图（见图口）中能够看到整个算法的处理流程。 信号通过电平调整，再用输入滤波 这两个信号在时刻上对准，并通过壯 的补偿和均衡，再样情形下,输出 亠算出的翩S分值就越低。后的退化,（理翼FFT）统中线性:主观平均滤波意见分的推测。语音质量（MOS）阻碍因素由于 PESQ算空中接口部分：因C/I蔑质量（RG_729语音编码I语音编码方鸟了每种编码方式采纳不同的语音编码方式 议中给出相应编-宁式的不同分值如下案、MR法考虑了整个信此；阻碍E MOS4 3IxQual）、切换频次3.a号传输过程中的中断及衰变，而不仅是 的要紧因素有以下几个

6、方面：语音编码方D嗒传输质MeanMOS (Mean Op inion Score)会得到相应的MOS分,4.平分对比QMR4-dB编ES 如.4.不同语音编码对语音,3.OS3.4 在无线环境较差的情形下，2.3 3匚厂 G9 0 0小区与D 18 00HR较FR得到略好的MOS值 No163dB |1；较EFR得到更好的MOS值;分对比AMR HR勾:13dBNo 3.351此外，从实际网络测10-dB 7-dB二 No19 dB 16 dB 13 dB 10 dB ”7 dB 4 dB卅式中也可得到同样结论如下 全速率 使用半速率信道会造成语音质量变差半速率3.175753.13.05全

7、速率 半速率D180OJ、区G90aJ、区半速率信道在 G9O031区使用比在lD1800小区使用成效要差口 D1800J、区B G900h 区一直差不 同样也阻语音质量 接收质量是对网络好坏的最直观反应，是一个网络的基础， 多上优化工作的重点，接收质量差必定会对通话质量产生阻碍， 碍 MOS 值。FR 时，当下经鼎利公司实验，质量、 C/I 与 MOS 的关系如下：占用 行RxQual大于5左右时，下行PESQ有所恶化；当下行 RxQual大于5.6 左右时，下行PESQ值低于3.3;当下行RxQual大于6左右时，下行PES Q直线下降到无法忍耐的程度；当 C/I大于13.4时，下行PES

8、Q值差不多 不受阻碍；当C/I大于3.5而小于13.4时，下行PESQ值可能不受阻碍，也 可能受到阻碍，和传送测试话音期间的下行 RxQual 值有关；当 C/I 小于 3. 5时，下行PESQ值下降专门快，甚至会引起掉话。话音质量（RxQual）差一样对应的MOS值也会较差，但MOS差时对 应的话音质量（RxQual）不一定差，因为MOS还会受到其他方面因素的阻 碍。切换频次GSM 的服务区域是由一个个连续的小区组成，为了能使用户在移动的 通话过程中，从覆盖区域中得到连续的服务，同时为了使网络性能更优， G SM 系统中采纳了切换的技术来达到以上的目的，因此切换是 GSM 移动通 信中最差不

9、多、最重要的特性。但在切换过程中需要借用 TCH 帧（用作 F ACCH）来传送有关怀换信令，这种临时的中断是为保持网络的连接性能而 完成向更合适小区切换的需要，但却是以牺牲话音的连续性为代价，对话 音质量有一定的阻碍。当显现频繁的乒乓切换时，连续的偷帧咨询题在用 户听觉上会显现类似帧丢失引起的的话音中断情形。由于P ESQ算法考虑了切换对语音的阻碍，因此，切换过多也会阻碍MOS的整体水平。DTX 对语音的阻碍无线网络中如果打开DTX，贝剧入了舒服噪声和话音激活检测。受通 话背景噪声、系统噪声等的阻碍，话音激活检测不可能做到完全正确，这 必将导致语音信号被切割（Clipping）的现象，造成了

10、语音帧的丢失和话音 失真，严峻时将严峻阻碍语音质量以及 MOS 分测试。FR实验室测试的结果如下:DTX对语音质量的阻碍1、FR的上行DTX打开，PESQ平均下降约 0.053 , 降范畴在0.030.08之间。2 XeR的下行 DTX打开，PESQ平均下降约0.054 , 020.12之间。行DTX开卿*PESQ平均下降约在 0.01.2的下行DT不同的样本P ESQ下降有所不同，下HRAMR12.2不同的样本P ESQ下降有所不同，下0.05，不同的样本PESQ下降有所不AMR5.9同，2、A同,1下降范畴 0.02 - 0.21門5.9的上行 DTX打开,同，下降范围在0.01HR5.9

11、的下；0.33左右。平均下降约蠻右0.08下降有所不断,不同的样本疇S以段测达不同的乙均下降约0.018 1不 同的样本 PESG下降有所不nDT同，下降范畴在 0.050.112、AMR传输质量对语音的阻0.。干扰治平均下降勺0.07歹,1不同的样本半遠率、AMRP ESQF降有所不传输质量存在咨询题一样在BS碍般直全速車囲蟾忙门眼.AMR速率调翌相现大量的误码、滑码及传输闪负荷现坏起的些话需要C：统计里的一L、&了|-礙、LAPD坏帧及过的统计，这几个计数器能够用来观帧过多或信令重传严峻的A-BIS的传输质量情形1如果显多上由于传输质量不行引传输质量的咨询题从原理上来看就相当因此丢失了一些

12、话音帧，这B3C孑标提升建议音帧的丢TFO功虢屋否打幵此功能跡手机打手机 A有敢.打开TFO功戢能优化流程MOS评分是一个端到端 个语音传输环扁咨询题，者 逐个排查分咨询题的定位方法如下:优化手段无线侧优化磁口恃输是呑転咨询题1通过网兀，妾口专门多，因此任厶MSC Pool ?*语音损害，最终使MOS分下降,语音编码优化-降低半速率的使用FRL/FRU半速率启动门限FRL :当可用的闲暇全速率信道比例低于此门限，开 始分配半速率信道；半速率关闭门限FRU :始分配全速率信道；乙一I CCCHFRL及FRU参数CTC 二仃 钿暇全速率信道丽？CTC-1建议：非必要情形CT-C=CTC （建议设置

13、CTC-1空 闲信逋邀计舜分当可用的闲暇全速率信道比例高于此门限，开AA X、-1 . .h - I V 亠F. / I *话&皓遍涉及的闲暇全道闲暇比例的运算公式为：速率信道数 _ 1讨信道总数；戏置低于 J0%。必要情形下由上示意图能够看出，CTC参数作用如下：先启动半速率，然后语音抢占动态信道数；先启动半速率，然后语音抢占动态信道数；决定于FRL具体设置值；（动态信道/（语音信道+动态信道），先启动半速率，然后抢CTC=O:CTC=1 :CTC=2:当 FRL 占动态信道数；当FRLV （动态信道/（语音信道+动态信道），先占用部分动态信道， 然后再启动半速率；建议：CTC设置为2,在激

14、活半速率算法中将动态数据业务信道作为 闲暇信道加以运算，从而降低了半速率信道的触发情形，减少了半速率占 比。HRI （建议设置4）HRI :操纵在切换过程中对目标小区的编码类型的选择顺序，它的取值范畴为15,其意义如下：1:切换前后的业务类型必须相同，但语音压缩编码的类型能够改变； 2:关于话音连接的情形，切换前后的业务类型和语音编码类型应尽 可能保持一致；3:切换过程中，不承诺改变信道速率和语音编码类型；4:应优先分配用户期望的信道速率和语音压缩编码类型 AMR FRAMR HREFRFRHR ；5:应按照切换候选表中最佳的 BTS 的要求分配 TCH 信道； 建议：HRI设置为4，在切换过

15、程（BSS内部或BSS间）中分配新信 道时全速率信道优先,能够降低小区间切换到半速率信道的概率,降低半 速率占用。IHRFIHRF:该参数定义了质量缘故引起 AMR FR向AMR HR转化的门限。取值范畴如下 00.2% -0.4%=0.4% -0.8%=0.8% -1.6%=1.6% -3.2%=3.2% -6.4%=6.4% -12.8% =建议： IHRF 设置为 转化的门限,减少小区内 比 12.8% = 70,提升下行质量缘故引起 AMR FR向AMR HRAMR FR向AMR HR转换次数，降低半速率占IHRHIHRH :该参数定义了质量缘故引起AMR HR向AMR FR转化的门限

16、。取值范畴如下0.2% -0.4%=0.4% -0.8%=0.8% -1.6%=1.6% -3.2%=3.2% -6.4%= 06.4% - 12.8% = 6 12.8% = 7建议：IHRH设置为2,提升下行质量缘故引起 AMR HR向AMR FR 转化的门限，使AMR HR能够快速小区内转换为 AMR FR，降低半速率 占比。以上是从参数优化的角度对降低半速率占比提出的有关建议。此外，从网络结构和资源配置角度考虑应该进一步加大网络资源投入 专门是1800M网络建设力度，优化网络结构和资源配置，进而降低半速率 比例。切换性能优化按照前一章的分析可知，切换频次过于频繁必定对MOS值产生一定的

17、 阻碍，需要调整有关的参数、网络覆盖进行相应的优化。此外，切换性能优化需要从以下几个方面进行：卩DO.PDl.Pm 斗*可iigjt下行取抄述*MO! GSM荃站、手机呦樹制皿J 阿07护数,I EPTRF 聲靶J! I和9埶蒙数，眼件I可RSINT.RE D LDSLDW QOS.Q DWLLDE- LUKLTWLUVK 弄 aI券掀卧I PMRdQMRm-MEGSLI POPTjI - - - I - -=, =1pP r -T e r t-n- ir r i-r !使qy制议査打干竝必*质量、C/1优化鉴于质量（RXQUAL ）对MOS值的阻碍，空口语音质量优化关于S值得提升起到相同的成

18、基于上述思想，借鉴现网进行的质量优化方案如下:涉及参数如上图所示，参数的具体设置需按照网络的实际情形予以优化，此处仅给出相应的优化思路。BTS侧按照前文分析可知，DTX的开启势必对语音质量（MOS ）产生负面的阻碍，因此建议在测试中关闭有关基站的 DTX功能。BSC侧TFO功能:TFO是Tan dem Free Op eration的缩写，开启该功能后，在呼叫建立后通过两个TC对所使用的Codec进行带内协商完成，减少一次语音编解码,提升语音质量。从实际网络测试（印度）情形来看，TFO功能关于MOS值有一定的提升，数据如下：PESQCodecFlexiEDGE BTSUltraSite BTSBSS12BSS14BSS14 w.TFOBSS12BSS14BSS14 wTFOP862.ll(NB)FR3.0-3.73.0-3.7HR3.0-3.53.0-3.5EFR3.9-4.13.9-4.1AMR-FR 12.23.93.94.13.93.94.1AMR-FR 7.43.43.43.83.43.43.8AMR-FR 5.93.03.13.53.03.13.5AMR-FR 4.752.72.73.22.72.73.2AMR-HR 7.