专利名称：手持式网络电视质量测试仪及其制作方法
技术领域：
本发明涉及到网络协议电视质量测试仪器及制作方法，特别涉及到手持式网络协
议电视质量测试仪及其制作方法。
背景技术：
随着网络协议电视(通常称为网络电视，以下简称为IPTV)的快速发展，为适应
IPTV网络设施、协议和业务的复杂性需要，电信运营商的网络设施(例如宽带接入、汇聚
和核心网设施等)随之发生了较大的变化。电信运营商在日常的网络开通、维护工作中需
要对IPTV网络建设的各个阶段(包括研发、设备集成、网络规戈l」、安装、开通和运营维护等)
的工作质量进行监控，以确定各个阶段的设计或施工质量对IPTV质量的影响。通常所称的
IPTV质量包括IPTV服务质量和用户体验质量。因此，对IPTV网络建设的设计或施工质量
的监控，主要就是对IPTV服务质量和用户体验质量的监控测量，以便于不断提高网络设备
的性能、迅速诊断和解决网络故障，优化网络性能，从而改善和提高IPTV质量。 现有技术的IPTV质量测试仪，要么就是体积、重量太大，要么就是只支持一些重
要的指标测试，且不能直接观看到网络电视的视频画面，听到网络电视的音频声音，并且价
格都十分昂贵。
发明内容
为解决现有技术IPTV质量测试仪存在的体积、重量较大和价格昂贵等问题，本发 明提出一种手持式网络电视质量测试仪及其制作方法。本发明手持式网络电视质量测试 仪能对网络电视的性能指标进行检测，还能直接观看到网络电视的视频画面，听到音频声 音。由于本发明手持式网络电视质量测试仪制作时硬件采用微型化设计，软件采用模块化 设计，使得本发明手持式网络电视质量测试仪不仅价格低廉，而且小巧轻盈，携带方便。
本发明手持式网络电视质量测试仪，包括触摸显示屏、拨号模块、传输媒体流通 道模块、主控模块和服务质量测试模块；其中触摸显示屏作为人机接口及输入输出平台， 拨号模块作为用户身份验证，传输媒体流通道模块用于传输从拨号模块传输来的媒体流数 据并通过媒体无关接口 Mil送给服务质量测试模块，主控模块用于控制服务质量测试模块 进行质量测试，服务质量测试模块用于对网络电视质量指标进行测试，其中，拨号模块与传 输媒体流通道模块相连接，传输媒体流通道模块与服务质量测试模块、触摸显示屏和扬声 器相连接，主控模块与触摸显示屏、拨号模块、传输媒体流通道模块和服务质量测试模块相 连接。 本发明手持式网络电视质量测试仪的服务质量测试模块又包括服务质量模块控 制器、输入模块、协议解析模块、音视频解码模块和输出模块；其中 服务质量模块控制器用于主控模块与服务质量测试模块之间的通信，并对输入模 块、协议解析模块、音视频解码模块和输出模块进行控制和协调； 输入模块用于接收或传送传输媒体流通道模块传送来的因特网协议IP标准包；
协议解析模块用于解析因特网协议IP、用户数据报协议UDP和实时传输协议RTP， 获得传送流TS ; 音视频解码模块用于对传送流TS进行硬件解码且有包标识PID过滤功能；
输出模块用于音、视频流输出。 本发明手持式网络电视质量测试仪服务质量测试模块中的协议解析模块又包括 媒体流传输指标MDI测试系统、视频传送流MPEG TS质量测试系统和频道切换性能的测试 系统；其中，媒体流传输指标MDI测试系统主要测试延迟系数DF和媒体丢失率MLR两个指 标；视频传送流MPEG TS质量测试系统主要测试同步丢失错误、同步字节错误、包标识PID 错误、连续计数器错误和节目时钟基准PCR间隔错误五个指标；频道切换性能测试系统则 主要测试频道切换时间。 本发明手持式网络电视质量测试仪采用服务质量测试模块对网络电视质量进行 测试，测试指标还可以包括因特网协议IP速率、采样周期内的因特网协议IP包个数、传送 流TS包个数以及音视频包个数和音视频速率。 本发明手持式网络电视质量测试仪制作方法，包括触摸显示屏采用薄膜晶体管
TFT触摸显示屏，拨号模块采用非对称数字用户环路ADSL，传输媒体流通道模块采用现场
可编程门阵列FPGA，主控模块采用高级精简指令集ARM处理器，服务质量测试模块采用无
内部互锁流水级的MIPS微处理器，其中，拨号模块与传输媒体流通道模块相连接，传输媒
体流通道模块与服务质量测试模块、触摸显示屏和扬声器相连接，主控模块与触摸显示屏、
拨号模块、传输媒体流通道模块和服务质量测试模块相连接。 附
图1是本发明手持式网络电视质量测试仪的结构示意图； 附图2是本发明手持式网络电视质量测试仪服务质量测试模块的结构示意图； 附图3是本发明手持式网络电视质量测试仪服务质量测试模块的IPTV业务通信
过程组成示意图。 下面结合附图及具体实施方式
对本发明手持式网络电视质量测试仪及其制作方 法作进一步的说明。
具体实施例方式
附图l是本发明手持式网络电视质量测试仪的结构示意图。图中，虚线所示为控 制命令传输通道，实线所示为IPTV媒体流传输通道。由图可知，本发明手持式网络电视质 量测试仪，包括触摸显示屏、拨号模块、传输媒体流通道模块、主控模块和服务质量测试模 块；其中触摸显示屏作为人机接口及输入输出平台，拨号模块作为用户身份验证，传输媒 体流通道模块用于传输从拨号模块传输来的媒体流数据并通过网口送给服务质量测试模 块，主控模块用于控制服务质量测试模块进行质量测试，服务质量测试模块用于对网络电 视质量进行测试。拨号模块与传输媒体流通道模块相连接，传输媒体流通道模块与服务质 量测试模块、触摸显示屏和扬声器相连接，主控模块与触摸显示屏、拨号模块、传输媒体流 通道模块和服务质量测试模块相连接。 为保证本发明手持式网络电视质量测试仪的性能要求和小型化、手持式要求，各 个功能模块均尽可能采用微型化硬件设计，其中，触摸显示屏采用薄膜晶体管TFT触摸显 示屏，拨号模块采用非对称数字用户环路ADSL，传输媒体流通道模块采用现场可编程门阵列FPGA，主控模块采用高级精简指令集ARM处理器，服务质量测试模块采用无内部互锁流 水级的MIPS微处理器。 附图2是本发明手持式网络电视质量测试仪服务质量测试模块的结构示意图。由 图可知，服务质量测试模块是整个手持式网络电视质量测试仪的核心，使用的是基于MIPS 处理器的嵌入式Linux系统，可以同时解码两路高清视频，支持AVS、 H. 264和VC_1视频编 码标准以及MPEG1 、MPEG2、MPEG4和wmv9视频格式，还支持目前流行的视频编码标准MKV网 络视频文件，完全能够胜任现有网络电视的音、视频解码。 如附图2所示，本发明手持式网络电视质量测试仪服务质量测试模块包括服务 质量模块控制器、输入模块、协议解析模块、音视频解码模块和输出模块；其中
服务质量模块控制器用于主控模块与服务质量测试模块之间的通信，并对输入模 块、协议解析模块、音视频解码模块和输出模块进行控制和协调； 输入模块用于接收或传送传输媒体流通道模块传送来的因特网协议IP标准包；
协议解析模块用于解析因特网协议IP、用户数据报协议UDP和实时传输协议RTP， 获得传送流TS ; 音视频解码模块用于对传送流TS进行硬件解码且有包标识PID过滤功能；
输出模块用于音、视频流输出。 在这几个模块中，协议解析模块承担了测试指标的实现以及传送流TS的提取，是 IPTV服务质量测试软件模块的重要组成部分，而音视频解码主要是利用硬件解码器进行解 码。协议解析模块又包括媒体流传输指标MDI测试系统、视频传送流MPEG TS质量测试系 统和频道切换性能的测试系统；其中，媒体流传输指标MDI测试系统主要测试延迟系数DF 和媒体丢失率MLR两个指标；视频传送流MPEG TS质量测试系统主要测试同步丢失错误、同 步字节错误、包标识PID错误、连续计数器错误和节目时钟基准PCR间隔错误五个指标；频 道切换性能测试系统则主要测试频道切换时间。 另外，本发明手持式网络电视质量测试仪在进行终端仿真测试时，服务质量测试 模块主要包括3项功能，其一是进行以太网点对点协议PPP0E拨号与IPTV业务的建立，其 二是进行服务质量的测试，其三是音视频解码，进行视频播放。 附图3是本发明手持式网络电视质量测试仪服务质量测试模块的IPTV直播业务 通信过程建立组成示意图。由图可知，在通信过程建立当中，首先是进行实时传输流协议 RTSP交互，然后从会话描述协议SDP中获取媒体信息，紧接着通过组播协议因特网组管理 协议IGMP加入组播，获取通过实时传输协议RTP承载的媒体流。实现了以上过程就是完成 了 IPTV业务通信过程的建立，并且可以根据因特网组管理协议IGMP随时切换频道。
下面，结合本发明手持式网络电视质量测试仪的结构、部件或模块组成以及网路 电视的传输特性等对ADSL拨号和IPTV直播业务通信进行进一步的说明。
ADSL拨号 在ADSL拨号模块中，可将PPP0E以太网点对点协议拨号功能移植到嵌入式Li皿x 系统中，因此，可通过手持式IPTV测试仪进行拨号，这样就可以随时排查用户端的非对称 数字用户环路ADSL故障。
IPTV直播业务通信 在IPTV网络中IPTV直播业务的通信建立过程是通过RTSP实时传输流协议和实
5时传输协议RTP进行交互，其中，实时传输流协议RTSP进行控制交互(实时传输流协议 RTSP承载在传输控制协议TCP上)，实时传输协议RTP进行音、视频流的承载(实时传输协 议RTP承载在UDP用户数据报协议上)。其中，网络设备通过组播来向用户传送IPTV节目 流，终端用户采用因特网组管理协议因特网组管理协议IGMP的机顶盒，通过离开和加入不 同节目所对应的组播流来切换频道。因此，本发明手持式网络电视质量测试仪综合利用实 时传输流协议RTSP、实时传输协议RTP和因特网组管理协议IGMP之间的关系，从而达到机 顶盒功能，进行IPTV业务的建立与直播节目的随意切换。维修人员可以脱离机顶盒，直接 使用测试仪表进行直播业务的仿真与测试。 可见，本发明手持式网络电视质量测试仪可以直接进行网络电视的音视频播放， 并且可以随意的切换频道。 通常，从一般意义上讲，IPTV质量主要包括IPTV服务质量QoS和用户体验质量 QoE。从技术层面分析，影响IPTV质量的主要因素包括视频内容质量、IP网传输质量、视 频传送流MPEG TS质量和用户互动质量等四个方面。因此，本发明手持式网络电视质量测 试仪的测试指标至少包括媒体流传输指标MDI的测试、视频传送流MPEG TS质量的测试和 频道切换性能的测试等三个系统。其中，媒体流传输指标MDI测试系统主要测试延迟系数 DF和媒体丢失率MLR两个指标；视频传送流MPEG TS质量测试系统主要测试同步丢失错误、 同步字节错误、包标识PID错误、连续计数器错误和节目时钟基准PCR间隔错误五个指标； 频道切换性能测试系统则主要测试频道切换时间。 另外，结合国际互联网的特性以及音频传输的特性，本发明手持式网络电视测试 仪还可测试因特网协议IP速率、采样周期内的因特网协议IP包个数、传送流TS包个数、音 视频包个数和音视频速率等指标的测试，以便于更准确、全面的了解网络电视的质量和网 络传输的质量。
权利要求
一种手持式网络电视质量测试仪，其特征在于，该测试仪包括触摸显示屏、拨号模块、传输媒体流通道模块、主控模块和服务质量测试模块；拨号模块与传输媒体流通道模块相连接，传输媒体流通道模块与服务质量测试模块、触摸显示屏和扬声器相连接，主控模块与触摸显示屏、拨号模块、传输媒体流通道模块和服务质量测试模块相连接；其中触摸显示屏作为人机接口及输入输出平台，拨号模块作为用户身份验证，传输媒体流通道模块用于传输从拨号模块传输来的媒体流数据并通过媒体无关接口MII送给服务质量测试模块，主控模块用于控制服务质量测试模块进行质量测试，服务质量测试模块用于对网络电视质量指标进行测试。
2. 根据权利要求1所述手持式网络电视质量测试仪，其特征在于服务质量测试模块又包括服务质量模块控制器、输入模块、协议解析模块、音视频解码模块和输出模块；其中服务质量模块控制器用于主控模块与服务质量测试模块之间的通信，并对输入模块、协议解析模块、音视频解码模块和输出模块进行控制和协调；输入模块用于接收或传送传输媒体流通道模块传送来的因特网协议IP标准包；协议解析模块用于解析因特网协议IP、用户数据报协议UDP和实时传输协议RTP，获得传送流TS ;音视频解码模块用于对传送流TS进行硬件解码且有包标识PID过滤功能；输出模块用于音、视频流输出。
3. 根据权利要求2所述手持式网络电视质量测试仪，其特征在于协议解析模块又包括媒体流传输指标MDI测试系统、视频传送流MPEG TS质量测试系统和频道切换性能的测试系统；其中，媒体流传输指标MDI测试系统主要测试延迟系数DF和媒体丢失率MLR两个指标；视频传送流MPEG TS质量测试系统主要测试同步丢失错误、同步字节错误、包标识PID错误、连续计数器错误和节目时钟基准PCR间隔错误五个指标；频道切换性能测试系统则主要测试频道切换时间。
4. 根据权利要求1所述手持式网络电视质量测试仪，其特征在于测试指标还可包括因特网协议IP速率、采样周期内的因特网协议IP包个数、传送流TS包个数以及音视频包个数和音视频速率。
5. —种手持式网络电视质量测试仪制作方法，其特征在于触摸显示屏采用薄膜晶体管TFT触摸显示屏，拨号模块采用非对称数字用户环路ADSL，传输媒体流通道模块采用现场可编程门阵列FPGA，主控模块采用高级精简指令集ARM处理器，服务质量测试模块采用无内部互锁流水级的微处理器MIPS,其中，拨号模块与传输媒体流通道模块相连接，传输媒体流通道模块与服务质量测试模块、触摸显示屏和扬声器相连接，主控模块与触摸显示屏、拨号模块、传输媒体流通道模块和服务质量测试模块相连接。
全文摘要
为解决现有技术网络电视质量测试仪存在的体积、重量较大和价格昂贵等问题，本发明提出一种手持式网络电视质量测试仪及其制作方法。本发明手持式网络电视质量测试仪能对网络电视的性能指标进行检测，还能直接观看到网络电视的视频画面，听到音频声音。由于本发明手持式网络电视质量测试仪制作时硬件采用微型化设计，软件采用模块化设计，使得本发明手持式网络电视质量测试仪不仅价格低廉，而且小巧轻盈，携带方便。
文档编号H04L29/06GK101729923SQ20091010471
公开日2010年6月9日 申请日期2009年8月28日 优先权日2009年8月28日
发明者何春虎, 刘伟, 张治中, 蒋忠祥 申请人:重庆重邮东电通信技术有限公司