CN1625086A - 语音质量测试方法及*** - Google Patents
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Abstract
一种语音质量测试方法及***，其中该方法包括以下步骤：被测端通过IP网络与测试端建立通话；同时在被测端和测试端之间通信线路的一节点处开始截取语音报文；第一测试者在被测端或测试端作为说话者；第二测试者作为接听者相应在测试端或被测端听完第一测试者的话，给出第一平均意见得分并停止对语音报文截取；将截取的语音报文转换成语音文件播放；第二测试者根据播放的语音文件，给出第二平均意见得分；比较分析第一平均意见得分和第二平均意见得分得出从该节点处至被测端对语音质量的影响。相应本发明还公开了语音质量测试***。所述语音质量测试方法及***弥补了传统测试方法不能对单个网络组件或局部通信线路进行语音质量影响的评估的缺点。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域中的测试技术，尤指一种语音质量测试方法及***。
背景技术
随着下一代网络(Next Generation Network，NGN)技术的不断成熟，在IP(Internet Protocol)网络上承载语音得到了越来越广泛的应用。图1是NGN的一个简单的单域组网，即只有一个软交换设备(SoftSwitch)1，实际组网可能有多个。软交换设备(SoftSwitch)1通过IP网络2与具有语音编解码功能的媒体组件建立信号连接。该媒体组件可直接接在IP网络，包括：媒体网关(Media Gateway，MG)30和终端，终端包括会话初始协议(Session InitiationProtocol，SIP)终端320、H.323终端322和H.248终端323等都是起媒体流转换的作用，媒体组件把用户的语音信号编码成G.711，G.729或G.723.1等格式能在IP上传输的语音帧，同时也把IP网络上的G.711，G.729或者G.723.1的语音帧解码成语音信号。媒体网关30与若干模拟话机300连接。
目前提供语音质量的客观测试方法是在模拟话机300之间进行的测试，而主观测试方法可以在模拟话机300之间或者SIP终端320、H.323终端322或者H.248终端323之间进行测试；但都是端到端的测试，但是对于单个MG 30或SIP终端320、H.323终端322、H.248终端323的编解码器对语音的影响没有可靠的测试方法。
上述的主观测试方法，在国际电信联盟-电信标准部(InternationalTelecommunication Union-Telecommunication Standardization Sector，ITU-T)的P.800和P.830里有描述，内容大致是：挑选30-40人组成语音质量评估小组，对主观测试方法进行培训后进行测试，培训的主要内容是对预先录制好的不同语音播放给测试者，让他们界定什么是好的语音和不好的语音，另外就是介绍测试时的一些步骤，比如先听语音，然后根据不同的等级在答卷上填写意见等。对测试环境的要求，房间的维度最好满足5∶4∶3(长宽高)的要求，房间体积不能小于20立方米，反射时间小于500毫秒，最好是200-300毫秒，背景噪音应该有一个所需要的值，一般选取50dBA。主观测试的方法也有几种，有谈话测试，接听评价测试，还有访谈和调查测试，比较实用的方法是接听评价测试，即测试者听一段事先录制好的语音，然后给出平均意见得分(MeanOpinion Score，MOS)值，测试组织者再对这30-40人的测试结论进行平均，得出最后的MOS值。
如图2所示，传统的主观测试方法组网，其中终端32a、b指SIP终端320、H.248终端322和H.323终端323中任意一种，MG 30a、b可以是中继媒体网关(Trunk Media Gateway，TMG)、综合接入设备(Integrated Access Device，IAD)或者接入媒体网关(Access Media Gateway，AMG)。
在测试中根据实际组网，测试人员甲乙丙丁两两进行组合测试，需要说明的是：测试人员甲是指在模拟话机300a这个位置的一组测试人员，测试人员乙丙丁也同样。测试步骤如下：
测试人员甲作主叫拨通测试人员乙的模拟话机300b；
测试人员乙摘机后，测试人员甲播放一段事先准备好的语音；
通话结束后，测试人员乙给出MOS值；
重复以上步骤，得出更多的MOS值；
对得出的一系列MOS值进行统计分析；
如果要测试不同的MG之间或者终端之间的情况只要替换图2中的测试人员位置即可。
传统的主观测试方法的缺点如下：
成本太高；主要是评估小组的成员太多，测试房间要求太高；
周期太长；与客观测试方法比较，需要对测试人员进行挑选培训等，测试时间太长，不具备客观测试的短期快速可重复的优点；
一种端到端的测试，对主被叫媒体网关的编解码器对语音质量的单独影响不能进行评估。
请参照图3所示，图3是传统的客观测试方法组网图。由于语音质量测试仪(Voice Quality Tester，VQT)4一般只支持模拟话机接口，所以对于SIP，H.248，H.323等终端直接接在IP网上的设备不能进行测试。图3中的MG 30a和MG 30b可以是TMG，IAD或者AMG，测试步骤如下：
(1)连接好语音质量测试仪4后，拨通被叫(与MG 30a相连的模拟话机300a和与MG 30b相连的模拟话机300b，一个作为主叫另一个则作为被叫)；
(2)被叫摘机后，VQT 4自动播放一端事先准备好的语音文件；
(3)播放结束后，VQT 4进行语音质量的感知评估(Perceptual evaluationof speech quality，PESQ)的计算。
PESQ是客观的评价语音质量的方法之一，而评价语音质量的方法还包括感知语音质量测试(Perceptual Speech Quality Measurement，PSQM)和感知分析测量***(Perceptual Analysis Measurement System，PAMS)如果要进行PAMS或者PSQM的计算，只需在VQT上更改客观测试方法即可。
语音质量测试仪可以支持PESQ，PAMS和PSQM中的一种和几种方法。图3中的MG 30a、30b可以是TMG、IAD或AMG。它是一种从模拟话机口到模拟话机口的端到端的测试技术，测试结果是语音文件经过的所有组件对语音质量影响的总和，不能对主被叫媒体网关的编解码器对语音质量的影响进行评价；
采用传统的客观测试方法的主要缺点是：
1、只能对提供模拟话机接口的设备如TMG，IAD，AMG等进行测试，其他的终端设备不能进行测试；
2、需要专门的硬件设备即VQT来实现语音文件的发送，接收，采样编码等；
3、成本很高，如果进行异地测试，则需要两台设备，成本更高；
4、只能进行端到端的测试，对MG的编解码器对语音质量的单独影响不能进行评估。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种语音质量测试方法，实现测试单个网络组件或局部通信线路对语音质量的影响。
为解决上述问题，本发明一种语音质量测试方法及***，其中该方法包括以下步骤：被测端通过IP网络与测试端建立通话；同时在被测端和测试端之间通信线路的一节点处开始截取语音报文；第一测试者在被测端或测试端作为说话者；第二测试者作为接听者相应在测试端或被测端听完第一测试者的话，给出第一平均意见得分并停止对语音报文截取；将截取的语音报文转换成语音文件播放；第二测试者根据播放的语音文件，给出第二平均意见得分；比较分析第一平均意见得分和第二平均意见得分得出从该节点处至被测端对语音质量的影响。
相应地，本发明一种语音质量测试***包括被测端、IP网络、测试端、作为说话者的第一测试者及作为接听者的第二测试者，IP网络将被测端与测试端建立信号连接；第一测试者在被测端或测试端处，则第二测试者相应位于测试端或被测端处，第二测试者根据在被测端或测试端处接听完语音给出第一平均意见得分，该***还包括：抓包模块，设置在被测端与测试端间的通信线路一节点处，在被测端与测试端建立通话时开始截取语音报文，且在第二测试者在被测端或测试端处接听完语音时停止语音报文截取；文件转换模块，将抓包模块截取的语音报文转换成可以播放的语音文件；第二测试者根据播放的语音文件给出第二平均意见得分，比较分析第一、二平均意见得分得出从该节点处至被测端对语音质量的影响。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明可以对任何网关，包括TMG，IAD，AMG，SIP终端，H.323终端H.248终端等的编解码器进行语音质量影响度的评估；
弥补了传统主客观测试方法不能对单个网络组件或局部通信线路进行语音质量影响度的评估的缺点。
附图说明
图1是下一代网络单域组网示意图。
图2是现有技术中语音质量主观测试的组网图。
图3是现有技术中语音质量客观测试的组网图。
图4是本发明语音质量测试方法和***的组网图。
图5是本发明语音质量测试***中抓包模块和文件转换模块的框图。
具体实施方式
请参照图4、5，本发明语音质量测试***包括被测端(本实施例采用媒体组件3a，包括有媒体网关及终端)、IP网络2、测试端(本实施例采用媒体组件3b，包括有媒体网关及终端)、作为说话者的第一测试者及作为接听者的第二测试者，IP网络将被测端与测试端建立信号连接；第一测试者在被测端或测试端处，则第二测试者相应位于测试端或被测端处，第二测试者根据在被测端或测试端处接听完语音给出第一平均意见得分(现有技术不再赘述)，该***还包括：
抓包模块5，设置在被测端与测试端间的通信线路一节点处，在被测端与测试端建立通话时开始截取语音报文，且在第二测试者在被测端或测试端处接听完语音时停止语音报文截取；
文件转换模块6，将抓包模块5截取的语音报文转换成可以播放的语音文件；第二测试者根据播放的语音文件给出第二平均意见得分，比较分析第一、二平均意见得分得出从该节点处至被测端对语音质量的影响。
节点设置可在被测端到测试端的通信线路中任意一处，这样可以测试从该节点处至被测端这段局部线路对语音质量的影响，甚至可以完成测试单个组件对语音质量的影响。
第一测试者位于被测端(即本实施例中的媒体组件3a，具有编解码器)，且该节点位于被测端与IP网络之间(如位置71)，以测试被测端编解码器编码功能对语音质量的影响。
第一测试者位于测试端(即本实施例中的媒体组件3a)，且该节点位于被测端(即本实施例中的媒体组件3b，具有编解码器)与IP网络之间(如位置72)，以测试被测端编解码器解码功能对语音质量的影响。
抓包模块5包括：
接口模块51，用于设置截取语音报文的源地址和目标地址
报文模块52，接收IP网络的数据包；
接收模块53，接收报文模块52传递的数据包并根据源地址和目标地址对数据包进行过滤，获得与源地址和目标地址相符的语音报文，所述源地址是IP(网际网协议)或MAC(媒体接入控制)源地址，相应目标地址是IP或MAC目标地址；
保存模块54，接收接收模块53传递的语音报文并存储，保存模块54将语音报文保存为CAP文件格式而文件转换模块6中语音文件为WAV文件格式。
另外，抓包模块5可以是现有技术中已存在的抓包工具(一般都具有按用户的需要捕获网络上指定的IP地址、MAC地址、方向或协议等的以太网报文，并记录捕获该报文的时间和长度等信息，保存成一个CAP文件)，如netmonitor、sniffer、ethereal或者netxray。
各个模块的具体描述如下：
(1)接口模块51与用户进行交互，接收用户输入的源IP地址，目标IP地址，或者是源MAC地址，目标MAC地址，传送给接收模块53以便对报文模块52的数据包进行过滤；
另外接口模块51，作为界面还可以设置：保存模块54要保存的语音报文名(本实施例中CAP文件名)；文件转换模块6中要转化的语音报文名、保存的语音文件名(本实施例中WAV文件名)、编解码类型(G.711是ITU-T制定的标准，分G.711A和G.711μ两种，对语音信号进行脉冲编码调制，速率为64kbps)、路径、源地址、目标地址等等。
(2)接收模块53接收报文模块52传送上来的数据包，按接口模块51的源IP地址和目标IP地址或者源MAC地址和目标MAC地址，对数据包进行过滤，并把符合要求的语音报文传递给保存模块54保存为CAP文件。
(3)保存模块，功能比较简单，就是接收接收模块53传递的语音报文，并按照接口模块51输入的CAP文件名进行保存；保存的格式为128字节的文件头(8字节文件标识，2字节的年份，2字节的月份，2字节的星期，2字节日期，2字节的时，2字节的分，2字节的秒，2字节的毫秒，4字节的文件大小，100字节的填充码0)，之后是捕获的语音报文(字节数是捕获报文长度))，然后还是捕获的语音报文，...，最后CAP文件结束。
(4)报文模块52接收IP网络的数据包(本实施例中直接与PC机网卡进行交互)，并把数据包传递给接收模块53。
(5)文件转换模块6，将抓包模块5截取的语音报文转换成可以播放的语音文件，本实施例中将CAP文件转换成WAV文件。通过接口模块51设置：要转换的CAP文件的路径和文件名和要保存的WAV文件的路径和文件名，源IP地址，目标IP地址，源端口号，目标端口号(作为可选项)，编解码类型；对符合源IP地址，目标IP地址，源端口号，目标端口号和编解码类型的CAP文件进行解码，解码后的数据保存成16bit线性PCM编码的WAV文件。
需要说明的是CAP文件可以是现有技术中抓包工具保存的CAP文件，处理这些CAP文件的流程基本上是一样的，差别在于不同的抓包工具生成的CAP文件的文件头和CAP报文格式稍有不同：ethereal生成的CAP文件的文件头长度是24字节，CAP报文的格式是4字节的保留字节，4个字节的接收时间，4字节的捕获以太网报文长的呼，4字节的捕获以太网报文长度，实际捕获的以太网报文(字节数是捕获以太网报文长度)，...，文件结束；netmonitor生成的CAP文件的文件头长度是128字节，CAP报文的格式是4字节的接收时间，2字节的捕获以太网报文长度，2字节的捕获以太网报文长度，实际捕获的以太网报文(字节数是捕获以太网报文长度)，...，文件结束；netxray生成的CAP文件的文件头长度是128字节，CAP报文的格式是4字节的接收时间，4字节的保留字节，2个字节的捕获以太网报文长度，2个字节的捕获以太网报文长度，16字节的保留字节，实际捕获的以太网报文(字节数是捕获以太网报文长度)，...，文件结束；sniffer生成的CAP文件的文件头长度是128字节，CAP报文的格式是4字节的接收时间，4字节的保留字节，2字节的捕获以太网报文长度，2字节的捕获以太网报文长度，28字节的保留字节，实际捕获的以太网报文(字节数是捕获以太网报文长度)，...，文件结束；文件转换模块6针对不同的文件头和CAP报文进行处理。
相应地，本发明语音质量测试方法包括以下步骤：
(1)被测端通过IP网络与测试端建立通话；
(2)同时在被测端和测试端之间通信线路的一节点处开始截取语音报文；
(3)第一测试者在被测端或测试端作为说话者；
(4)第二测试者作为接听者相应在测试端或被测端听完第一测试者的话，给出第一平均意见得分并停止对语音报文截取；
(5)将截取的语音报文转换成语音文件播放；
(6)第二测试者根据播放的语音文件，给出第二平均意见得分；
(7)重复步骤(1)-(6)，得出一系列的第一、二平均意见得分；
(8)比较分析第一平均意见得分和第二平均意见得分得出从该节点处至被测端对语音质量的影响。
请参照图4所示，测试端为媒体组件3a，被测端为媒体组件3b具有编解码器，直接与IP网络连接。抓包模块5可以在IP网络的任何位置进行抓包，若对媒体组件3b编解码器的解码功能对语音质量的影响进行测试，第一测试者为说话者位于测试端，而第二测试者为接听者位于被测端，抓包模块5的推荐位置为72。
被测端媒体组件3b的编解码器实现对第一测试者的语音进行解码的功能，所以抓包模块5运行在位置72(第二测试者和位置72在同一个物理位置)。测试步骤如下：
(1)两端建立通话后，在位置72启动抓包模块5进行抓包(语音报文截取)；
(2)第一测试者说一段事先准备好的话；
(3)第二测试者听完第一测试者的话后，给出第一平均意见得分，同时停止抓包模块5抓包；
(4)利用文件转换模块6把抓到的语音报文(CAP文件)转换成WAV文件；
(5)第二测试者在电脑上听WAV文件，再给出第二平均意见得分；
(6)重复2-6步骤，得到一系列的第一、二平均意见得分进行统计分析；
(7)通过第一、二平均意见得分的统计分析和比较，可以得出被测端媒体组件3b的编解码器的解码功能对语音质量的影响情况。
若抓包模块5为现有技术中的抓包工具，其步骤相同，不再赘述。
请继续参照图4，若被测端为媒体组件3a，并对编解码器的编码功能对语音质量的影响进行测试，第一测试者为说话者位于被测端而第二测试者为接听者位于测试端媒体组件3b，抓包模块5的推荐位置为71。
被测端媒体组件3a的编解码器实现对第一测试者的语音进行编码的功能，所以抓包模块5运行在位置71。测试步骤如下：
(1)两端建立通话后，在位置71启动抓包模块5进行抓包(语音报文截取)；
(2)第一测试者说一段事先准备好的话；
(3)第二测试者听完第一测试者的话后，给出第一平均意见得分，同时停止抓包模块5抓包；
(4)利用文件转换模块6把抓到的语音报文(CAP文件)转换成WAV文件；
(5)第二测试者在电脑上听WAV文件，再给出第二平均意见得分；
(6)重复2-6步骤，得到一系列的第一、二平均意见得分进行统计分析；
(7)通过第一、二平均意见得分的统计分析和比较，可以得出被测端媒体组件3a的编解码器的编码功能对语音质量的影响情况。
如果把抓包模块运行在位置71和位置72之间的任何位置，即IP网络上，同样可以测试出各个网络组件/局部通信线路对语音质量影响的主观评价，测试组网图如图6所示，其步骤相同，不再赘述。
Claims (14)
1.一种语音质量测试方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)被测端通过IP网络与测试端建立通话；
(2)同时在被测端和测试端之间通信线路的一节点处开始截取语音报文；
(3)第一测试者在被测端或测试端作为说话者；
(4)第二测试者作为接听者相应在测试端或被测端听完第一测试者的话，给出第一平均意见得分并停止对语音报文截取；
(5)将截取的语音报文转换成语音文件播放；
(6)第二测试者根据播放的语音文件，给出第二平均意见得分；
(7)比较分析第一平均意见得分和第二平均意见得分得出从该节点处至被测端对语音质量的影响。
2.如权利要求1所述的语音质量测试方法，其特征在于，在执行步骤(7)之前，重复步骤(1)-(6)，得出一系列的第一、二平均意见得分。
3.如权利要求2所述的语音质量测试方法，其特征在于，被测端具有编解码器，直接与IP网络连接。
4.如权利要求3所述的语音质量测试方法，其特征在于，第一测试者位于被测端，且该节点位于被测端与IP网络之间，以测试被测端编解码器编码功能对语音质量的影响。
5.如权利要求3所述的语音质量测试方法，其特征在于，第一测试者位于测试端，且该节点位于被测端与IP网络之间，以测试被测端编解码器解码功能对语音质量的影响。
6.如权利要求3所述的语音质量测试方法，其特征在于，被测端包括媒体网关和终端，该终端包括会话初始协议终端、H.323终端和H.248终端。
7.一种语音质量测试***包括被测端、IP网络、测试端、作为说话者的第一测试者及作为接听者的第二测试者，IP网络将被测端与测试端建立信号连接；第一测试者在被测端或测试端处，则第二测试者相应位于测试端或被测端处，第二测试者根据在被测端或测试端处接听完语音给出第一平均意见得分，其特征在于，该***还包括：
抓包模块，设置在被测端与测试端间的通信线路一节点处，在被测端与测试端建立通话时开始截取语音报文，且在第二测试者在被测端或测试端处接听完语音时停止语音报文截取；
文件转换模块，将抓包模块截取的语音报文转换成可以播放的语音文件；第二测试者根据播放的语音文件给出第二平均意见得分，比较分析第一、二平均意见得分得出从该节点处至被测端对语音质量的影响。
8.如权利要求7所述的语音质量测试***，其特征在于，抓包模块包括：
接口模块，用于设置截取语音报文的源地址和目标地址
报文模块，接收IP网络的数据包；
接收模块，接收报文模块传递的数据包根据源地址和目标地址对数据包进行过滤，获得与源地址和目标地址相符的语音报文；
保存模块，接收接收模块传递的语音报文并存储。
9.如权利要求8所述的语音质量测试***，其特征在于，所述源地址是IP或MAC源地址，相应目标地址是IP或MAC目标地址。
10.如权利要求9所述的语音质量测试***，其特征在于，保存模块将语音报文保存为CAP文件格式而文件转换模块中语音文件为WAV文件格式。
11.如权利要求7所述的语音质量测试***，其特征在于，抓包模块是netmonitor、sniffer、ethereal或者netxray。
12.如权利要求7-10任意一项所述的语音质量测试***，其特征在于，被测端具有编解码器，直接与IP网络连接。
13.如权利要求12所述的语音质量测试方法，其特征在于，第一测试者位于被测端，且该节点位于被测端与IP网络之间，以测试被测端编解码器编码功能对语音质量的影响。
14.如权利要求13所述的语音质量测试方法，其特征在于，第一测试者位于测试端，且该节点位于被测端与IP网络之间，以测试被测端编解码器解码功能对语音质量的影响。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Open date: 20050608 |