语音质量(MOS指标)分析方法

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语音质量（MOS指标）分析方法

2011年02月21日

语音质量（MOS指标）分析方法

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影响MOS指标的因素 ............................................................................................................... 2 1.1 ATU设备的MOS计算方法 ............................................................................................ 2 1.2 MOS样本点微观分析的方法 ........................................................................................ 4 1.3 切换对MOS的影响 ....................................................................................................... 6 1.4 Rxqual对MOS的影响 .................................................................................................. 7 1.5 半速率编码对MOS的影响 ........................................................................................... 8 网络问题分析 ......................................................................................................................... 10 2.1 频繁切换问题分析 ..................................................................................................... 10 2.2 严重质差问题分析 ..................................................................................................... 12 2.3 编码问题分析 ............................................................................................................. 14 分析优化案例 ......................................................................................................................... 14 3.1 网格17的网络质量概况 ........................................................................................... 14 3.2 切换频繁问题处理 ..................................................................................................... 16 3.3 质差问题处理 ............................................................................................................. 19

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1 影响MOS指标的因素

在GSM网络中，有线部分和无线部分对MOS值都有影响；其中，有线部分的问题包括：传输压缩、误码和闪断，TRA转换失真，交换机失真等；无线部分的问题包括：语音及信道编码方式、切换、Rxqual、DTX等。目前我们的分析优化方向主要针对：切换、编码方式、Rxqual等3大因素。

本节主要说明如何进行分析每个低MOS样本点的原因。

1.1 ATU设备的MOS计算方法

ATU设备的使用MOS标准音频（英语男声，时长8秒、首尾各有1秒空闲），其音轨图如下所示

主叫逢设备时钟的0、20、40秒进入播音周期（前2秒静默、后8秒播音），在10、30、50秒结束播音（播音8秒）;大约2秒后（12、32、52秒），被叫输出MOS计算结果。每个MOS输出值是对8秒音频过程的评核结果，受发送方上行链路和接收方下行链路的影响。具体过程如下：

（1）第1、2秒，主叫处于静默状态（2秒），被叫处于录音状态； （2）第3至10秒，主叫播放音频（音频时长8秒），被叫处于录音状态；

（3）第11至12秒，被叫继续处于录音状态、最后输出MOS计算结

果；

（4）第11至12秒，主叫处于录音状态；

（5）第13至20秒，被叫播放音频（音频时长8秒），主叫处于录音状态；

（6）第21、22秒主叫继续处于录音状态、最后输出MOS计算结果；

1.2 MOS样本点微观分析的方法

（1）把ATU测试文件导出为excel格式文件，包含时刻、经纬度、CGI、信号强度、Rxqual、MOS值、信令事件、编码方式等信息。每个设备的主被叫分别导出到不同文件。

如何把ATU文件导出为xls格式文件.doc

（2）把上述每个excel文件以10秒钟为周期进行分割，然后统计每个周期的8秒MOS音频时段内（以2秒、12秒…52秒为起始时间）的切换数、切换时刻、编码方式、Rxqual均值、MOS值等信息。

图：ATU测试数据excel格式文件

（3）对上述统计信息，把属于同一设备同一时段的主被叫信息匹配起来，就可以得到每个MOS样本点周期内主被叫的切换次数、编码方式、Rxqual均值。通过这个统计数据，我们可以了解每个低MOS样本点的原因，也可以定量分析切换次数、编码方式、Rxqual对MOS指标的影响。

图：MOS样本点数据分析图例

MOS样本点数据分析例子.xls

（4）上述的统计分析方法原理比较简单，既可以通过人手使用Excel来实现，也可以通过编写软件工具来实现，同时也可使用路网通测试数据平台来实现上述数据处理过程。

那么，通过上述方法处理一轮网格测试的ATU数据，可以统计分

析出切换、Rxqual、编码三大因素对MOS值的定量影响。

1.3 切换对MOS的影响

由于MOS指标主要受切换、编码方式、Rxqual等3个因素影响，这里分别固定其中2个因素、讨论另外1个因素对MOS均值和MOS大于3比例的影响。

在主被叫使用全速率信道（EFR/AFR）和无线链路良好（Rxqual等级小于3）的情况下，每MOS样本周期内（8秒）的主被叫合计的切换次数越多、其MOS值随之越低。

 如果每MOS样本周期内没有切换，华星ATU的MOS>3比例可达98.79%、MOS均值可达3.76。

 如果每MOS样本周期内有1次切换，华星ATU的MOS>3比例仅有58.58%、MOS均值仅有3.17。

 如果每MOS样本周期内有2次切换，华星ATU的MOS>3比例仅有28.45%、MOS均值仅有2.71。

注：以上分析是基于3月华星ATU测试数据。

1.4 Rxqual对MOS的影响

在没有切换、且使用全速率编码的情况下，Rxqual等级越大、其MOS越差；如果Rxqual等级小于或等于2，无线链路质量对MOS的损伤比较小，华星ATU的MOS>3比例可大于97%、MOS均值可大于3.7。

 如果Rxqual等级等于3，华星ATU的MOS>3比例轻微下降到91%、MOS均值轻微下降到3.62。

 如果Rxqual等级等于4，华星ATU的MOS>3比例仅有57%、MOS均值仅为3.06。

注：以上分析是基于3月华星ATU测试数据。

1.5 半速率编码对MOS的影响

在主被叫无线链路良好（Rxqual等级小于3）和切换数相同的情

况下，全速率编码的MOS指标优于AMR-HR，AMR-HR编码的MOS指标远优于HR。

 如果整个MOS周期主被叫都使用全速率编码（EFR/AFR）、且没有切换，华星ATU的MOS>3比例可达98.8%、MOS均值可达3.76。  如果整个MOS周期主叫或被叫使用AMR-HR编码、且没有切换，华星ATU的MOS>3比例可达92.2%、MOS均值可达3.55。  如果整个MOS周期主叫或被叫使用HR编码、且没有切换，华星ATU的MOS>3比例仅有48.7%、MOS均值仅有3.03。

【注：在上述“半速率编码对MOS影响”的分析过程中，如果终端在

某个MOS周期内先后使用了全速率和AMR-HR，这被统计为“AMR-HR”类型；如果终端在某个MOS周期内先后使用了全速率和HR，则被统计为“HR”类型；如果终端在某个MOS周期内先后使用了HR和AMR-HR，这被统计为“HR”类型。这可能对半速率样本点的统计分析造成小幅度的偏差。】

注：以上分析是基于3月华星ATU测试数据。

2 网络问题分析

通过上述分析，可以了解切换、Rxqual和编码方式对MOS值的严重影响。所以，广州公司确定在MOS指标提升方面的三大目标：消除频繁切换、消除质差、消除普通半速率、合理控制半速率比例。

2.1 频繁切换问题分析

（1） 把ATU测试文件导出为excel格式文件，包含时刻、经纬度、

CGI、信令事件等信息，每个设备的主被叫分别导出到不同文件。 （2） 把Handover Success事件筛选出来，计算相邻两个Handover

Success事件的时间差。（由于ATU数据存在丢失的情况，仅统计同属一个测试文件的Handover Success事件）

（3） 把切换时间间隔小于30秒的Handover Success事件筛选出来，

然后根据切换频繁的程度进行问题点分类。如果车速为20km/h，那么10秒的路程为55.6米、20秒的路程为111.2米。

由此可知，20秒路程远小于站间距的一半，期间发生两次切换属于不正常的频繁切换。特别是那些间隔小于10秒的路段，更加属于严重的频繁切换问题点。频繁切换或切换序列不稳定，既严重影响MOS值，又导致路测终端容易占用非主覆盖小区而出现质差、甚至掉话。

图：切换频繁问题点列表

（4） 目前广州公司在切换频繁问题点分为3类：两次切换在10秒以

下，两次切换在10~20秒，两次切换在20~30秒。优化目标是：基本消除相隔10秒以下的切换，消除50%两次切换在10~30秒的切换。优化人员可以根据切换频繁点列表信息（时间、地点、文件名）来回放测试数据进行问题分析，可以制作mapinfo图层分析各路段的切换问题（点击图中样本点就可以获取基本信息），还可以使用该表对比分析前后两次切换事件的源小区和目标小区，来发现是否存在乒乓切换问题。

图：切换频繁问题点分布图

2.2 严重质差问题分析

（1） 把ATU测试文件导出为excel格式文件，包含时刻、经纬度、

CGI、信号强度、Rxqual等信息，然后把Rxqual≥5的样本点筛选出来。

严重质差路段-示例.xls

（2） 把上述质差问题点分为三类：强信号质差、弱信号质差、一般

质差。可以根据各自网络情况定义这三种质差类型的范围，例如：强信号质差（RxLevSub>-80dbm且Rxqual≥5），弱信号质差（RxLevSub<-85dbm且Rxqual≥5）,一般质差（-80dbm≥RxLevSub≥-85dbm且Rxqual≥5）。

（3） 优化人员可以根据质差问题点列表信息（时间、地点、文件名）

来回放测试数据进行问题分析，可以制作mapinfo图层分析各路段的质差情况（点击图中样本点就可以获取基本信息）。

（4） 对于质差问题点，首先需要排查样本点是否属于该路段的主覆

盖小区。如果该样本点属于非主覆盖小区，则首先考虑突出主覆盖、优化切换序列。对于“强信号质差”的问题点，重点在于排查和消除干扰；对于长距离“弱信号质差”的问题点（例如连续100米以上），重点在补充覆盖。

2.3 编码问题分析

（1） 把ATU测试文件导出为excel格式文件，包含时刻、经纬度、

CGI、编码方式等信息，然后把编码方式为HR的样本点筛选出来。

（2） 核查该样本点所在小区在事发时的半速率比例和AMR License

数量。如果半速率比例过高，则要通过扩容、负荷分担、压缩数据业务等手段来合理控制半速率比例。如果该小区AMR License不足，则要从非道路小区或半速率低的小区调配更多AMR License。

（3） 如果样本点所在小区并非道路主覆盖小区（例如室分外泄或越

区覆盖），则要优先解决覆盖问题，切忌单纯增加AMR License了事。

3 分析优化案例

对于网内干扰、网外干扰、覆盖、切换、半速率、AMR、传输等问题的分析和优化方法，在《GSM语音质量(MOS)优化手册》已有详细说明，在本文不作累述。以下是一个网格的分析优化案例(节选)，仅供参考。

3.1 网格17的网络质量概况

根据3月份ATU设备测试数据，网格17内的6级或7级质差问

题点的分布图（黄色打点）如下：

网格17内切换频繁问题点的分布图如下：

网格17的问题点列表（节选）：

路段编号 路段名 17-001 17-002 17-003 17-004 17-005 五山路（五山隧道路段） 问题归类 切换频繁 解决与否 否 长福路（广东省印刷技术研究所附近） 质差未接通 是 燕岭路（天平货运配载交易市场附近） 质差掉话 林和西隧道（广园快速右转进入隧道） 质差掉话 禺东西路至广州大道路段 切换频繁 是 否 是

17-006 17-007 17-008 17-009 17-010 17-011 17-012 17-013 广园快速（瘦狗岭路-粤垦路路段） 禺东西路（广园交界处附近） 广园快速（东莞庄附近） 广园快速（半山雍景苑附近） 天寿路（广园交界处附近） 粤汉路（广园右转粤汉路口） 东莞庄路（电子五所附近） 粤垦路（农垦信息中心附近） 切换频繁 编码方式 切换频繁 切换频繁 切换频繁 切换频繁 切换频繁 切换频繁 是 否 是 否 是 是 否 否

3.2 切换频繁问题处理

（1）天寿路（广园交界处附近）（17-010）

Log：0302000220110422180033ms3.log TIME：18:31:18  问题点路段截图：

 问题描述：MS在此路段占用天寿路D1、天寿路D2、公安干部学院D1等小区，回切频繁，影响通话感知。

 优化措施：经进站检查发现天寿路D1的一根馈线和天寿路D1的一根馈线接反了，重新调回并将天寿路D1方向角由30调到50，天寿路D2方向角由180调到160。  复测效果：

Log: 20110506_天寿路.log TIME：16:56:19 复测数据截图如下：

(2) 粤汉路（广园右转粤汉路口）（17-011）

Log：0302000220110411100249ms2.log TIME：10:14:47

 问题路段截图：

 问题描述：此路段位于华快和广园交界处，受高架桥和收费站阻挡，无线环境复杂，没有主覆盖小区。MS在此路段占用华师宿舍区D1、汇景新城南区2、华景新城1、粤汉路2、粤汉路D2等小区，信号强度在－75dBm～－90dBm，信号偏弱，切换频繁，影响通话感知。

 优化措施：前期已将华师宿舍区D1的layerthr由72调到76.华师宿舍区D1对华景新城D1的koffsetp由－3调到0，由于要考虑对华快和广园的影响且复测后效果良好，暂不做调整。

 复测效果：

Log: 20110505_粤汉路（广园右转粤汉路口）.log TIME：15:05:27

复测数据截图如下：

3.3 质差问题处理

(1)林和西隧道（广园快速右转进入隧道）（17-004） Log：20110328_林和西隧道（ATU）.log TIME：08:15:22  问题路段截图：

 问题描述：问题点位于广园快速右转进入林和西隧道路段，主叫MS占用东站23（GBVDZ23）弱信号质差掉话。主叫MS进入隧道前占用东站23（GBVDZ23）起呼，信号强度为-77dBm左右，进入隧道后MS发CM Service Request，并收到 Call Proceeding，此时信号强度已快速衰减至-87dBm左右，并伴有连续4～５级质差；手机在收到CC Connect后建立通话，伴有连续7级质差，期间信号强度为-95dBm~-103dBm。  优化措施：通过耦合林和西人行隧道室内覆盖系统对该车行隧道进行补覆盖；已经提交补覆盖建议单。