VOLTE语音质量MOS典型影响因素的研究

收稿日期:2018-04-06

作者简介：孙照宇(1979—)，男，汉族，黑龙江哈尔滨人，硕士研究生，工程师，研究方向:LTE 无线通信技术。

1 研究背景

VOLTE技术能够带给4G用户最直接的感受就是接通等待时间更短，以及更高质量，更自然的音视频通话效果。M O S 是评价VOLTE语音质量的好坏的关键，直接关系着用户使用高清语音的真实感受。MOS分的降低，直接会影响语音听字不清晰、说话吞字、感知差。本文主要研究影响MOS的关键因素并提出相关优化思路用于指导现有VOLTE网络优化来提升用户语音通话感知。

2 语音质量评估方法

2.1 什么是MOS

MOS是一种语音评估方法，最初是根据听者的感受为依据进行统计并规范分值，其结果从低到高为:“1至5”,1为差,2为一般,3为正

常,4为好,5为最好。请参考图1所示。

在实际环境中,2-3已经是正常值，人耳很难辨别出差异,1-1.9属于衰落比较厉害，人耳可分辨。

目前,MOS算法有PAMS、PESQ、PSQM、PSQM+、POLQA、MNB等众多算法,POLQA算法目前是4G网络最科学，且与MOS相关性最好的算法，为ITU主推的算法，可以客观的评测通信网络的语音质量。

2.2 ATU设备中MOS的计算方法

CDS、鼎力和ASCOM工具都按照中国移动MOS测试规范，采用固定语料和固定MOS打分周期。目前MOS打分周期是9秒输出一个MOS，主叫和被叫周期交替发送固定语料。所以每隔9秒鼎力设备的主叫和被叫就会输出一个MOS分，发送端发送语料的时候，接收端静默接收，不存在主被叫同时发送语料的时候，无论是主叫发送

语料还是被叫发送语料，对端接收后都在MOS盒与原始语料进行对比，所以主叫和被叫的MOS分是一样的。

3 MOS影响因素的研究

3.1 语音编码

以ASCOM工具为例，应用POLQA SWB评估方法，采用某语音样本和AMR WB23.85kbps语音编码,MOS值最好为4.14.采用同样的语音样本和AMR NB12.2kbps语音编码,MOS值最好为3.1。

3.2 端到端时延

(1)终端编解码时延。终端的语音编码时延指的是终端从话筒采集语音到编码成AMR-NB或者AMR-WB等码流。或者从AMR-NB或AMR-WB码流解码成语音并从听筒播放的处理时延。(2)空口传输时延。空口的传输时延eNodeB的调度等待时延，空口误包重传以及分段均会影响空口的传输时延。(3)核心网的处理时延。核心网的处理时延包括对语音包的转发时延，以及可能存在的语音编解码转换时延(例如LTE终端拨打固定电话，两边终端的语音编解码方式不同，需要经过核心网媒体网关的编解码转换)。(4)传输网传输时延。传输网传输时延指语音IP报文在传输网设备和链路上的传输时延。

3.3 丢包

空口信号质量差可能导致误包增加，过多的重传的分段会造成丢包和抖动增加。针对于LTE网络无线侧丢包的原因主要有如下两种情况:

(1)空口丢包。系统外干扰，系统内干扰，弱覆盖都会引发无线网络质差，会直接导致VoLTE语音包在无线空口传输过程中出现丢失或解调失败。(2)弃包。业务高负荷引发重传都会大量消耗无线资源，若因为缺乏有效的无线资源无法完成对PDCP包的及时调度时，(或终端)会主动丢弃VoLTE语音包。另外，传输网络上丢包或者存在抖动，也会造成端到端丢包率上升和抖动增加。

3.4 抖动

抖动：变化的时延就是抖动(Jitter)，即连续两个语音包时延的差值。若抖动过大给用户的直接感受就是语音来的忽快忽慢。影响抖动的因素一般和网络的拥塞程度、无线环境(重传次数)相关，在大业务场景下，数据包在各节点缓存时间不定，抖动会更加明显。

针对以上几种影响因素的测试分析，可以得出:(1)丢包率对语音MOS分基本是线性关系，丢包率大于1%时会明显影响语音感知，请参考图2所示。(2)语音包抖动超过一定值时会明显影响MOS。(3)端到端时延大到一定值时会明显影响MOS。

VOLTE 语音质量MOS 典型影响因素的研究

孙照宇

(华为技术有限公司，广东深圳 518129)

摘要：本文主要介绍LTE网络语音解决方案volte的MOS评估测试方式，并对影响MOS语音质量的关键因素加以分析，同时提出相关优化思路用于如何提升VOLTE语音质量进行指导。

关键词:4G；VO LT E；MO S；LT E 中图分类号:TN929.5文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2018)05-0048-02

通信技术

DOI:10.ki12-1369.2018.05.24

图1 MOS语音质量评价规范

2018年第 05 期

抖动时间值，在保证语音抖动值的基础上对其他业务的数据包进行丢弃，以保障语音传输的质量。

4 结语

总的来说，无线网络的无线局域网在语音传输过程中起到了十分关键的作用。虽然当前基于无线局域网的语音传输技术还不是十分成熟，并且网络安全问题也亟待解决，但是普遍应用的潜力十分广阔，应用优势也十分明显。在未来的发展过程中无线局域网在语

Application of Wireless Network in Key Technologies in Voice Transmission

DENG Hui-chen

(Shanghai Lixin Accounting and Finance Institute, Shanghai 201209)

Abstract:This article starts with the technology of wireless network in voice transmission. By expounding the principle of voice transmission, it analyzes the requirements of voice transmission to wireless local area network and the way to realize high-quality transmission of voice. It has certain reference value for using wireless network to improve voice transmission quality.

Key words:wireless network; voice transmission; key technology

音传输过程中将得到更加广泛的运用。参考文献

[1]周楠，朱光喜，吴伟民.无线局域网技术在广域实时语音和数据混传中的应用[J].计算机与数字工程,2006,34(9):153-154.

[2]李顺.基于RTEMS 的网络语音传输系统的研究[J].现代计算机,2014,(6):77-80.

[3]董正宏.基于异步传输标准的互联网的语音通信系统探讨[J].通讯世界,2016,(21):5-7.

4 MOS提升优化方法

基于以上分析，结合现网针对VOLTE优化经验的积累，影响到MOS值的可操作性的优惠思路为弱覆盖、重叠覆盖、越区覆盖、邻区漏配、重选和切换参数不合理,PCI Mod3干扰，其他下行干扰等。

4.1 覆盖与SINR

覆盖是影响MOS的最重要因素，弱覆盖直接影响到语音质量。中国移动要MOS>3.5对应的覆盖要求为RSRP>-110dbm&SINR>0dB，在覆盖达不到此要求的情况下,MOS差分的概率增加,MOS均值会下降。

根据多次MOS值拉网测试分析，可知当RSRP低于-110dBm 时,MOS分均值恶化较为明显。同样,SINR低于0的时候,MOS分均值也是恶化较为明显。因此满足下述判断条件则认为网络覆盖差(RSRP分布<110dbm,SINR分布<0dB)。

Typical Factors Impact for VOLTE MOS Voice Quality

SUN Zhao-yu

(HUA WEI Technology Co., Ltd.,Shenzhen Guangdong 518219)

Abstract:This article mainly introduce the voice solution volte’s the evaluation method for MOS and some key factors for impact MOS voice quality in LTE network. And provide some optimization ideas to instruct how to improve volte voice quality.

Key words:4G;VoLTE;MOS;LTE

4.2 切换事件的影响

分析路测数据，确认低分点评分周期是否有切换慢、切换频繁、切换失败、eSRVCC切换或者掉话等，从而确认切换是否为导致低分的原因。

5 结语

语音在网络中传输的时候会受到编码方式、丢包、时延、抖动等因素的影响，造成语音的不连续甚至中断现象，从而降低了用户的使用感受。

因此，在日常网络优化过程中，应该做好网络覆盖深度优化，避免由于弱覆盖导致终端切换到GSM网络，确保用户感知；同时应尽可能做到同频连片覆盖，减少异频切换，并做好切换带优化，尤其是避免异频频繁切换情况的发生；异频启测门限与判决门限不宜相差过大，尽可能做到一次启测完成切换，减少GAP对语音质量的影响。最后可以针对如何改善语音质量的关键特性上，比如上行基于时延的动态调度，上行VoLTE 动态调度数据量估算，上行补偿调度等技术的深入研究，通过算法参数进行提升。参考文献

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[2]江林华.LTE语音业务及VOLTE技术详解[M].北京：电子工业出版社,2016.

[3]张明和.深入浅出4G 网络LTE/EPC[M].北京：人民邮电出版社,