话音质量 用户关注的焦点

1、万禾通信技术交流话音质量 用户关注的焦点随着无线通信的快速发展和竞争的日益加剧用户对 GSM 网络话音质量的要求越来越高但是GSM 系统存在着多种影响话音质量的因素如编码速率受限无线信道干扰 通话过程中的回声等这些都会不同程度地影响活动话音质量华为公司采用了一系列的先进技术实现在有限的带宽和复杂的无线环境中向用户提供优质的话音服务FR 全速率和 EFR 增强型全速率编解码背景噪声处理等技术已经在网上得到了大规模应用为用户提供了满意的话音效果即将推出的 TFO去重复编解码 技术将使手机与手机通话的话音质量进一步提高面向 3G 的 AMR自适应多速率技术采用先进的变速率编码方式将为复杂的网络提供更

2、为优质的话音质量在回声消除方面 设计了满足用户不同需求的高性能回声抵消器最大限度地抑制回声对通话效果的影响1 支持 FR 全速率/EFR 增强型全速率话音编解码话音处理主要涉及 TRAUTC和 BTS其中 TRAU 实现信源编解码BTS 实现信道编解码两部份的处理都采用高速 DSP 实现升级方便迅速从 FR 或 EFR 升级到 TFO只需软件升级即可两种话音业务和低速数据业务8k/16k采用合一的软件版本大大地降低了设备成本由操作台设置具体业务实现2 背景噪声处理技术通过采用自适应算法跟踪话音环境的背景噪声获取背景噪声参数并对背景噪声进行特殊处理提高话音质量和听觉效果背景噪声处理包括 VADD

3、TX舒适噪声帧替代处理及静音等技术图 1背景噪声处理示意图z DTX 和舒适噪声1of5Zhuhai WHCom Ltd.2000/7/4万禾通信探索无线 网优先锋非连续发射机制DTX是指当激活的话路上无话音信号传输时无线发射机停止发射 以达到降低功率与减小无线信道串扰的目的能过关闭发射功能可以减少频点间的干扰使话音更清晰在话音突然起始或中止时随着发信机的开启或关闭会产生噪声调制使解码端话音受到严重干扰这种干扰间断地不规则发生严重影响通话质量如果接收方采取完全静噪措施噪声突然消失会给听音方造成联系中断的感觉华为 GSM 系统中的 DTX 方式并不是在话音间隙期间简单地关闭发信机而是在发信机关闭

4、之前将发端背景噪声的参数传给收端人为地再生与发端类似的噪声产生所谓的舒适噪声背景噪声的特性由特殊的 SID 帧静音描述帧传送z VAD 检测技术背景中的话音或噪声的检测是通过 VAD话音活性检测实现的在移动环境下检测话音的最终大困难在于信噪比较低为提高 VAD 的精度在进行判决之前采用自适应波以提高话音信噪比VAD 检测判决的主要依据是滤波后的信号能量与阈值之间的比较在移动环境中噪声变化范围很大VAD 阈值和自适应滤波器的系数必须根据背景噪声特性不断地进行调整国达到可检测性阈值必须高于噪声电平以避免将噪声识别为话音同 时又必须保证话音的低电平部分不要被误认为噪声z 背景噪声参数提取技术由于噪声

5、背景的复杂性为保证准确提取背景噪声参数采用平滑处理技术减小噪声电平的起伏获得平衡的背景效果z 舒适噪声替代帧替代和静音技术TRAU 单元对上行收到的语音帧或 SID 帧进行合法性检验当由于无线误码传输等原因收到坏帧或无效帧时根据前后帧情况及当前 DTX 状态进行舒适噪声替代语音帧替代或静音处理以得到理想的话音效果采用舒适噪声替代或语音帧替代手段能产生连续的背景效果而在连续出现异常的声音图 1 为背景噪声处理示意图3 回声抵消器如图 2 所示回声产生的原因主要是因为 PSTN 端混合变换器Hybrid阻抗不匹配 在四线端产生回波当延时超过 25 毫秒时手机用户便能明显感觉到回声图 2回声产生原因

6、回声抵消器一般基于 DSP 技术采用有限冲击响应滤波器FIR来模拟回声路径产 生回声抵消作用图 3 示出回声抵消的基本原理华为自主开发的回声抵消器EG已在网上获得大量应用它具有以下特点2of5Zhuhai WHCom Ltd.2000/7/4万禾通信技术交流* 符合 G.165 和 G.168 规范* 具有 64ms 电路回声消除的处理能力* 具有嵌入式 EC 或 EC-POOL满足客户的不同需求* 可根据网络特性灵活修改数据配置4TFO 去重复编解码手机与手机通话时通常分别在 MS 和 TRAU 进行了一次话音的编解码实际上在有些情况下 TRAU 中的编解码是可以省掉的由于编解码引入话音质量

7、的损伤所以通过 TRO 功能去掉 TRAU 的编解码会使话音质量得到一定程度的提高图 4 为 TRO 实现原理示意图 5AMR 自适应多速率AMR 功能为 WCDMA 默认支持的话音编码方式它能根据无线信道的情况自适应选择最佳的信道模式和编解码模式从而得到最好的话音质量和信道容量的组合AMR 具有如下优点* 通过调节信源和信道编码占用的比特数提高话音质量* 可通过网络控制灵活地在话音质量和信道容量之间选择* 信道误码容限的增加可提供更好的网络覆盖保证覆盖范围内的话音质量* 信道误码容限的增加可提高信道容量* 增加更快的带内信令控制改善切换和功控性能* 可针对用户不同的需求进行设置华为移动通信的

8、 AMR 功能将在 2001 年提供商用 6华为话音编解码技术发展规划* 从 FR 到 AMR* 从 2G 向 3G 过渡7各种编码方式下的话音质量对比话音质量通常采用 MOS 得分 Mean Opinion Scores 来衡量 FR EFR TFO 和 PCM 64kbps, DIRECT在无误码及噪声干扰情况下的 MOS 得分如图 6 所示各测试组结果略有区别AMR 话音性能的优点在于它的抗无线干扰能力具有明显提高图 7 为 AMR全速率和 EFR 在不同载干比下的话音质量对比情况图 3回声抵消原理3of5Zhuhai WHCom Ltd.2000/7/4万禾通信探索无线 网优先锋图 4TRO 工作原理示意图图 5华为话音编解码技术发展规划