一种语音质量评估方法、网元及系统的制作方法
【专利摘要】本发明实施例公开了一种语音质量评估方法、网元及系统，涉及通信领域，解决了根据语音质量评估结果不能反映用户感知这一问题。具体方案为：获取语音码流，并统计每个短时评估周期的传输参数；对所述语音码流进行解码，并根据解码后的语音码流统计信源参数；根据所述传输参数和所述信源参数计算综合语音质量评估结果。本发明用于语音质量的评估。
【专利说明】一种语音质量评估方法、网元及系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信领域，尤其涉及一种语音质量评估方法、网元及系统。
【背景技术】
[0002]在无线通信市场高速增长，竞争日益激烈，市场演变得越来越复杂的环境下，成熟的电信运营商在关心自身网络稳定运行的同时，如何提高用户的满意度，降低离网率，挖掘用户的潜在价值和利润增长点，已经成为了保护竞争优势和争夺未来市场领导地位的关键。
[0003]现有的网络评估体系大多是基于网元的关键性能指标(Key PerformanceIndicator, KPI)分析，KPI分析系统从网络服务器中获取掉话次数、通话质量参数、短信接收成功次数/率、短信平均发送时长、主叫接入失败率、被叫接入失败率等多个数据，对这些数据进行分析运算，评估网络质量，分析网络故障，规范网络的运营管理。这种KPI分析系统可以比较客观、准确地分析出网络通信质量和故障原因，但是，该KPI分析系统是站在网络侧的角度对网络资源质量进行描述，并不能描述用户在网络实际应用中的真实感受。运营商已逐步从关注传统KPI指标，转移到关注终端用户感知的评估。
[0004]目前码分多址(Code Division Multiple Access, CDMA)网络主要是通过下述方法进行语音质量评估，即基于传输参数对语音质量损耗进行估算，这里的传输参数主要是无线链路参数，如误帧率、切换频度、信令挤占情况等。这种基于传输参数的评估方法仅能反映传输过程的语音损耗，仅表达了承载网质量，与用户真实感知并不等价。
[0005]在实现上述语音质量评估的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题:由于仅根据反映承载网质量的传输参数对通话语音质量进行评估，不能站在用户的角度对用户的通信质量进行评估，从而无法反映用户的真实感知。
【发明内容】
[0006]本发明的实施例提供一种语音质量评估方法、网元及系统，能够得出反映用户感知的语音质量评估结果。
[0007]本发明的一方面，提供一种语音质量评估方法，包括:
[0008]获取语音码流，并统计每个短时评估周期的传输参数；
[0009]对所述语音码流进行解码，并根据解码后的语音码流统计信源参数；
[0010]根据所述传输参数和所述信源参数计算综合语音质量评估结果。
[0011]进一步的，在统计每个短时评估周期的传输参数之后，所述方法还包括:
[0012]根据所述每个短时评估周期的传输参数计算所述每个短时评估周期的短时语音质量评估结果。
[0013]进一步的，所述传输参数至少包括丢包率、突发丢包比、编解码类型、信令挤占语音的情况、切换频度。
[0014]所述信源参数包括以下至少一种:话音音量、背景噪音、削波、回声强度。[0015]进一步的，所述丢包率的统计方法包括:对所述语音码流进行帧类型的识别，区分语音帧和静音帧；对所述语音帧进行丢包率统计；
[0016]所述突发丢包比的统计方法包括:根据丢包位置前后的帧类型，识别出在语音帧中的连续丢包；根据所述连续丢包统计得到突发丢包比。
[0017]进一步的，所述根据所述传输参数和所述信源参数计算综合语音质量评估结果，还包括:
[0018]根据所述编解码类型选择评估模型；
[0019]将所述每个短时评估周期的传输参数进行累计，得到呼叫级传输参数；
[0020]将所述呼叫级传输参数与所述信源参数代入所述评估模型，计算综合语音质量评估结果。
[0021]进一步的,所述语音质量评估方法,还包括:
[0022]将所述传输参数、所述信源参数和所述短时语音质量评估结果上报给呼叫记录系统CHR，以便外置工具根据所述传输参数、所述信源参数和所述短时语音质量评估结果以及对端的传输参数、信源参数和短时语音质量评估结果计算出端到端语音质量评估结果。
[0023]本发明的另一方面，还提供一种网元，包括:
[0024]传输统计单元，用于获取语音码流，并统计每个短时评估周期的传输参数；
[0025]信源统计单元，用于对所述语音码流进行解码，并根据解码后的语音码流统计信源参数；
[0026]计算单元，用于根据所述传输统计单元统计得到的传输参数和所述信源统计单元统计得到的信源参数计算综合语音质量评估结果。
[0027]进一步的,所述网元还包括:
[0028]短时评估单元，用于根据所述传输统计单元统计得到的每个短时评估周期的传输参数计算所述每个短时评估周期的短时语音质量评估结果。
[0029]进一步的,所述网元还包括；
[0030]所述传输统计单元统计得到的传输参数至少包括丢包率、突发丢包比、编解码类型、信令挤占语音的情况、切换频度；
[0031]所述信源统计单元统计得到的信源参数包括以下至少一种:话音音量、背景噪音、削波、回声强度。
[0032]进一步的,所述传输统计单元包括:
[0033]丢包率统计模块，用于对所述语音码流进行帧类型的识别，区分语音帧和静音帧；对所述语音帧进行丢包率统计；
[0034]突发丢包比统计模块:根据丢包位置前后的帧类型，识别出在语音帧中的连续丢包；根据所述连续丢包统计得到突发丢包比。
[0035]进一步的，所述计算单元包括:
[0036]选择模块，用于根据所述编解码类型选择评估模型；
[0037]累计模块，用于将所述每个短时评估周期的传输参数进行累计，得到呼叫级传输参数；
[0038]评估模块，用于将所述累计模块累计得到的呼叫级传输参数与所述信源统计单元统计得到的信源参数代入所述评估模型，计算综合语音质量评估结果。[0039]进一步的，所述网元还包括:
[0040]发送单元，用于将所述传输统计单元统计得到的传输参数、所述信源统计单元统计得到的信源参数和所述短时评估单元计算得到的短时语音质量评估结果上报给呼叫记录系统CHR，以便外置工具根据所述传输参数、所述信源参数和所述短时语音质量评估结果以及对端的传输参数、信源参数和短时语音质量评估结果计算出端到端语音质量评估结果O
[0041]本发明的另一方面，提供一种语音质量评估系统，包括:
[0042]至少两个网元；
[0043]以及呼叫记录系统CHR ；
[0044]所述网元，用于获取语音码流，并统计每个短时评估周期的传输参数；对所述语音码流进行解码，并根据解码后的语音码流统计信源参数；根据所述传输参数和所述信源参数计算综合语音质量评估结果；
[0045]所述CHR，用于接收所述至少两个网元发送的传输参数、信源参数和短时语音质量评估结果，以便外置工具计算端到端语音质量评估结果。
[0046]本发明实施例提供的一种语音质量评估方法、网元及系统，通过统计语音码流对应的传输参数，以及解码后的语音码流对应的信源参数，计算综合语音质量评估结果，与现有技术中仅通过统计语音码流对应的传输参数对语音质量评估的方法相比，引入了能够体现用户感知的信源参数，使得语音质量评估结果不仅能体现网络传输质量，还能体现真实的用户感知。
【专利附图】
【附图说明】
[0047]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0048]图1为本发明实施例1提供的一种语音质量评估方法的流程图；
[0049]图2为本发明实施例2提供的一种语音质量评估方法图；
[0050]图3为编解码抗丢包能力曲线；
[0051]图4为级联设备损伤迭代曲线；
[0052]图5为本发明实施例3提供的一种网元组成示意图；
[0053]图6为本发明实施例3提供的另一种网元组成示意图；
[0054]图7为本发明实施例3提供的一种语音质量评估系统组成示意图；
[0055]图8为本发明实施例4提供的一种语音质量评估装置图。
【具体实施方式】
[0056]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0057]实施例1
[0058]本发明实施例提供一种语音质量评估方法，如图1所示，该方法可以包括:
[0059]101、获取语音码流，并统计每个短时评估周期的传输参数。
[0060]其中，网元可以在语音通话的过程中获取语音码流，所述网元可以为基站控制器(Base Station Controller, BSC)等网络侧设备,例如业务处理单板、码变换器(TC)所属设备单板，本发明实施例对此不做限定。
[0061]其中，传输参数在通话中的波动较大，因此可以采用短时评估，即以产生用户感知的时间为评估周期。例如，短时评估周期可以为8s，记录每8s内的传输参数，根据每个8s对应的传输参数分别计算得到每个8s对应的短时语音质量评估结果。其中，每个短时语音质量评估结果可以反映每个短时评估周期的语音质量。该短时语音质量评估结果可以作为短时语音质量指示(Voice Quality Indication, VQI)分值。
[0062]102、对所述语音码流进行解码，并根据解码后的语音码流统计信源参数。
[0063]其中，信源参数在整个呼叫过程中较稳定，可以采用整个呼叫过程中产生的语音码流对应的信源参数，进行呼叫级评估。所述呼叫级评估得到的评估结果可以反映整个呼叫过程的语音质量。
[0064]103、根据所述传输参数和所述信源参数计算综合语音质量评估结果。
[0065]其中，此处是将本呼叫全程的传输参数和信源参数结合起来，计算综合语音质量评估结果，该综合语音质量评估结果可以作为呼叫级综合VQI分值。
[0066]本发明实施例提供的一种语音质量评估方法，通过统计语音码流对应的传输参数，以及解码后的语音码流对应的信源参数，计算综合语音质量评估结果，与现有技术中仅通过统计语音码流对应的传输参数对语音质量评估的方法相比，引入了能够体现用户感知的信源参数，使得语音质量评估结果不仅能体现网络传输质量，还能体现真实的用户感知。
[0067]实施例2
[0068]本发明实施例提供一种语音质量评估方法，如图2所示，包括:
[0069]201、本端网元获取语音码流，并统计每个短时评估周期的传输参数。
[0070]其中，所述传输参数主要是无线链路参数，如编解码类型、丢包率、切换频度、信令帧挤占比例。所述传输参数的统计方法可以是:
[0071]编解码类型:在呼叫建立的过程中，用户设备(Use Equipment, UE)与本端网元进行业务协商，依据协商结果，本端网元获取得到编解码类型。承载格式发生变更时，编解码类型也会发生变化，因此本端网元要及时更新编解码类型并记录变更时刻。
[0072]反向丢包率:所述反向丢包率是指UE向本端网元发送语音码流时的丢包率。语音传输过程中，实时地输入解码前的反向语音码流，本端网元对每帧语音码流进行检测，统计语音传输过程中的丢包数量，采用Gilbert-Elliott 2-State Markov丢包模型描述语音传输过程中统计的丢包数量的特征，得到丢包率及突发丢包比。依据标准解码器的抗丢包能力，对解码器可以进行补偿的丢包，不统计进内。
[0073]进一步的，为了使语音质量的评估结果更准确，不统计对用户感知影响不大的静音帧的丢包情况，区分所述语音码流是否会对用户感知产生影响，所述丢包率的统计方法可以为:本端网元对所述语音码流进行帧类型识别，区别出丢帧的类型，即丢的帧是语音帧还是静音帧，然后对所述语音帧进行丢包率统计。其中，帧类型的识别方法是:根据丢帧位置前后帧的帧类型，得出丢的帧是语音帧还是静音帧。
[0074]突发丢包比:根据丢包位置前后的帧类型，识别出在语音帧中的连续丢包，然后根据所述连续丢包统计得到突发丢包比。
[0075]其中，具体的可以是，在对所述语音帧进行丢包率统计时，根据丢包位置前后帧的类型，识别出在语音帧中的连续丢包和间隔丢包，然后对所述语音帧中共出现了几次连续丢包，每次连续丢包分别丢了几个包进行统计，得到突发丢包比。
[0076]在现有技术中，对丢包率的统计是一种粗放的统计，既不知道丢包是在语音帧中还是在静音帧中丢失的，也不知道丢的包是在语音中的连续的丢包还是间隔的丢包，还不能知道丢的包解码器会不会进行补偿，只能按照每丢一个包，扣减相应的语音评分，会出现多扣或少扣的现象，即现有技术无法知道统计得到的丢包里面哪些丢包不会造成语音损伤，也不知道哪种丢包会有更大损伤，因为连续丢包比间隔丢包有更大损伤。本发明将丢包类型以及丢包的位置进行统计，将的静音帧以及对解码器进行补偿的帧不进行统计，并对语音中的连续丢包和间隔丢包情况进行统计，使得统计传输参数对语音质量的影响时，能够基于感知进行统计。
[0077]前向丢包率:所述前向丢包率是指本端网元向UE发送语音码流时的丢包率，前向丢包率统计可以有两种实现方法:
[0078]第一种方法，本端网元通过检测参数消息(Retrieve Parameters Message)获取UE侧统计的总帧数及坏帧数，统计出丢包率。具体过程如下:在呼叫建立完成后，本端网元每个短时评估周期向UE发送Retrieve Parameters Message, UE回复参数响应消息(Parameters Response Message),携带总巾贞数及坏巾贞数,本端网元根据回复内容统计出前向丢包率，该方法统计的丢包率含物理层和语音信令复用丢包。
[0079]第二种方法,本端网元通过UE上报的功率测量报告消息(Power MeasurementReport Message)获取UE侧对物理层错巾贞的统计,从而统计每个短时评估周期的前向丢包率，该方法统计的丢包率仅反映了物理层错帧，不能统计出信令挤占的效果。
[0080]切换频度:UE切换时,基站子系统(Base Station Subsystem, BSS)记录切换次数，本端网元通过计算得到切换频度，其中，切换频度=评估周期/切换次数(s/次)。
[0081]前向信令帧挤占语音帧比例:本端网元发送语音码流时，按照信令帧优先级、语音帧大小，进行信令帧、语音帧的复用或丢弃，从而统计信令帧挤占语音帧的比例，并记录复用及丢弃情况。
[0082]反向全信令帧比例:本端网元在收到UE发送的帧时依据帧类型对反向全信令帧的比例进行统计。
[0083]202、本端网元根据所述每个短时评估周期的传输参数计算所述每个短时评估周期的短时语音质量评估结果。
[0084]其中，在短时评估中，本端网元将所述每个短时评估周期的传输参数进行统计之后，将统计得到的每个短时评估周期的传输参数代入提前训练好的评估模型计算出短时语音质量评估结果。短时语音质量评估结果反映了通话过程的每个短时评估周期内的用户感知，可以精确的体现出呼叫过程中不同时刻的感受，对通话全程均值良好，但通话过程中有一段时间感受很差这种情况也能表征出来。同时，在进行短时评估的过程中可以根据每个短时评估周期的传输参数累计出呼叫级传输参数。[0085]其中，所述短时语音质量评估的计算过程为:评分模型可以采用ITU-T G.107中的设备损伤因素Ie的评估方法，并可以在这种评估方法的基础上进行级联迭代扩展。
[0086]
【权利要求】
1.一种语音质量评估方法，其特征在于，包括: 获取语音码流，并统计每个短时评估周期的传输参数； 对所述语音码流进行解码，并根据解码后的语音码流统计信源参数； 根据所述传输参数和所述信源参数计算综合语音质量评估结果。
2.根据权利要求1所述的语音质量评估方法，其特征在于，在统计每个短时评估周期的传输参数之后，所述方法还包括: 根据所述每个短时评估周期的传输参数计算所述每个短时评估周期的短时语音质量评估结果。
3.根据权利要求1所述的语音质量评估方法，其特征在于，所述传输参数至少包括丢包率、突发丢包比、编解码类型、信令挤占语音的情况、切换频度； 所述信源参数包括以下至少一种:话音音量、背景噪音、削波、回声强度。
4.根据权利要求3所述的语音质量评估方法，其特征在于， 所述丢包率的统计方法包括:对所述语音码流进行帧类型的识别，区分语音帧和静音帧；对所述语音帧进行丢包率统计； 所述突发丢包比的统计方法包括:根据丢包位置前后的帧类型，识别出在语音帧中的连续丢包；根据所述连续丢包统计得到突发丢包比。
5.根据权利要求1所述的语音质量评估方法，其特征在于，所述根据所述传输参数和所述信源参数计算综合语音质量评估结果，包括: 根据所述编解码类型选择评估模型； 将所述每个短时评估周期的传输参数进行累计，得到呼叫级传输参数； 将所述呼叫级传输参数与所述信源参数代入所述评估模型，计算综合语音质量评估结果O
6.根据权利要求1-5中任一项所述的语音质量评估方法，其特征在于，还包括: 将所述传输参数、所述信源参数和所述短时语音质量评估结果上报给呼叫记录系统CHR，以便外置工具根据所述传输参数、所述信源参数和所述短时语音质量评估结果以及对端的传输参数、信源参数和短时语音质量评估结果计算出端到端语音质量评估结果。
7.一种网元，其特征在于，包括: 传输统计单元，用于获取语音码流，并统计每个短时评估周期的传输参数； 信源统计单元，用于对所述语音码流进行解码，并根据解码后的语音码流统计信源参数； 计算单元，用于根据所述传输统计单元统计得到的传输参数和所述信源统计单元统计得到的信源参数计算综合语音质量评估结果。
8.根据权利要求7所述的网元，其特征在于，还包括: 短时评估单元，用于根据所述传输统计单元统计得到的每个短时评估周期的传输参数计算所述每个短时评估周期的短时语音质量评估结果。
9. 根据权利要求7所述的网元，其特征在于，还包括: 所述传输统计单元统计得到的传输参数至少包括丢包率、突发丢包比、编解码类型、信令挤占语音的情况、切换频度； 所述信源统计单元统计得到的信源参数包括以下至少一种:话音音量、背景噪音、削波、回声强度。
10.根据权利要求9所述的网元，其特征在于，所述传输统计单元包括: 丢包率统计模块，用于对所述语音码流进行帧类型的识别，区分语音帧和静音帧；对所述语音帧进行丢包率统计； 突发丢包比统计模块:根据丢包位置前后的帧类型，识别出在语音帧中的连续丢包；根据所述连续丢包统计得到突发丢包比。
11.根据权利要求7所述的网元，其特征在于，所述计算单元包括: 选择模块，用于根据所述编解码类型选择评估模型； 累计模块，用于将所述每个短时评估周期的传输参数进行累计，得到呼叫级传输参数； 评估模块，用于将所述累计模块累计得到的呼叫级传输参数与所述信源统计单元统计得到的信源参数代入所述评估模型，计算综合语音质量评估结果。
12.根据权利要求7-11中任一项所述的网元，其特征在于，还包括: 发送单元，用于将所述传输统计单元统计得到的传输参数、所述信源统计单元统计得到的信源参数和所述短时评估单元计算得到的短时语音质量评估结果上报给呼叫记录系统CHR，以便外置工具根据所述传输参数、所述信源参数和所述短时语音质量评估结果以及对端的传输参数、信源参数和短时语音质量评估结果计算出端到端语音质量评估结果。`
13.一种语音质量评估系统，其特征在于，包括: 至少两个如权利要求7-12所述的网元； 以及呼叫记录系统CHR; 所述CHR，用于接收所述至少两个网元发送的传输参数、信源参数和短时语音质量评估结果，以便外置工具计算端到端语音质量评估结果。
【文档编号】G10L25/69GK103632680SQ201210305625
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2012年8月24日 优先权日:2012年8月24日
【发明者】卢春梅, 杨闳博, 谢云娟, 王海蛟 申请人:华为技术有限公司