【资料名称】：GSM BSS网络性能KPI（MOS分）优化手册

【资料作者】：姚

【资料日期】：2012-12-3

【资料语言】：中文

【资料格式】：DOC

【资料目录和简介】：

产品名称Product name
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GSM BSS内部公开
产品版本Product versionTotal 29pages 共29页
V00R01

GSM BSS网络性能KPI（MOS分）优化手册

(）
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Prepared byGSM &UMTS性能研究部董璇日期：
Date2008-2-21
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华为技术有限公司
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2008-1-210.9初稿完成董璇
2008-3-201.0根据网优意见修改王斐
2009-9-151.1新增第二章：涉及特性吴国亮









GSM BSS无线性能优化手册（MOS分）


关键词：语音MOS、干扰、误码率、C/I、功控、DTX、跳频
摘要：随着无线网络得发展，运营商已经从关注各种KPI指标，发展到关注终端用户感受，并以提升终端用户感受、提升网络容量为主要考核指标。因此华为公司在满足运营商KPI考核的同时，必须注重网络质量软能力的提升。目前评估语音质量的方式主要三类：主观、客观和估计，这三种评估方式以客观评估最为准确。国际电联定义的PESQ算法，可以客观的评测通信网络的语音质量，文中将以MOS标识客观评估后的语音质量。
本文主要介绍影响MOS值的各种因素，每种因素对于最终MOS值的影响幅度，给出部分优化手段，用于提升网络质量进而提升语音质量；现行网络语音质量测试需要注意的问题以及实验室测试的设备能力值。简单介绍各种语音测试工具的差异，至于几种测试工具的使用方法和原理，不做介绍。对网络指标验收和市场投标等工作起指导提供参考。

Key words：MOS、PESQ、PSQM /PSQM+、PAMS
参考资料：ITU-T P.800\ ITU-T P.830\ ITU-T P.861\ ITU-T P.862\ITU-T P.853

缩略语清单List of abbreviations：
Abbreviations
缩略语Full spelling
英文全名Chinese explanation
中文解释
MOSMean Opinion Score平均意见分
PESQPerceptual evaluation of speech quality语音质量感观评价
PSQMPerceptual Speech Quality Measurement感知语音质量测度
PAMSPerceptual Analyse Measurement Sytem感知分析测度系统


目 录
1MOS基本原理9
1.1语音质量主观评价介绍9
1.2 语音质量客观评价介绍10
1.2.1 PSQM (P.861)标准或算法10
1.2.2 PESQ (P.862)标准或算法10
1.2.3 P862.1标准（同MOS的映射）11
1.2.4 P.563标准12
1.3 四大网元语音处理简图及四大传输简介12
1.3.2 MS13
1.3.3 BTS13
1.3.4 BSC14
1.3.5 UMG15
2 涉及特性15
3 GSM系统中影响MOS分的因素介绍18
3.1 GSM语音声学原理概述18
3.2 场强和C/I对语音的影响19
3.3 切换（handover）对语音的影响19
3.4 DTX对语音的影响19
3.5 速度（频偏）对语音MOS的影响20
3.6 话音编码速率对语音的影响20
3.7 传输质量对语音的影响21
4 MOS问题分析方法21
4.1 MOS分低问题的分析流程21
4.2 MOS分低问题的优化方法介绍23
4.2.1 测试工具一致性排查及测试语音样本排查23
4.2.2 空口问题排查24
4.2.3 BTS排查26
4.2.4 ABIS传输排查26
4.2.5 BSC排查27
4.2.6 A口传输排查27
4.2.7 MGW排查27
4.2.8 其他问题（搬迁前后对比MOS）28
5 测试方法及建议汇总29
5.1 测试工具选择及测试建议29
5.2 现网测试配置建议29
6 MOS案例30
6.1 语音和信号流程的差异30
6.1.1 GSM语音信号流程30
6.1.2 信令流程30
6.2 产品已知MOS分问题31
7 MOS或语音问题信息反馈32
7.1 反馈语音问题摸底测试要求32
7.2 现网配置数据反馈要求33


表目录
表1 MOS主观评定等级表9
表2 涉及特性15
表3 DTX对语音质量的影响19
表4 不同语音编码对语音MOS分的影响21
表5 语音样本造成MOS分差异23
表6 TFO对FR/EFR/HR的语音质量改善（GSM 06.85）27
表7 产品已知MOS分问题列表31
表8 表网络参数配置反馈表34



图目录
图1 PESQ算法流程示意图10
图2 P862.1与P862算法映射函数曲线11
图3 P563协议语音评估流程图12
图4 典型的语音评分测试图13
图5 MS语音处理示意图13
图6 BTS语音处理示意图14
图7 TC处理流程示意图14
图8 级联编解码15
图9 MOS分问题分析方法22
图10 GSM空口语音数据传输示意图（仅示意用，与标准稍有差异）24
图11 BSC6000语音流程简图30


GSMMOS优化手册
1MOS基本原理
1.1语音质量主观评价介绍
ITU-T建议P.830描述了一种对语音的主观评定方法：MOS（Mean Opinion Score）方法。由不同的人分别对原始语料和经过系统处理后有衰退语料进行主观感觉对比，得出MOS 分值，最后求平均值。该测试值符合人类听话时对语音质量的感觉，因而目前得到广泛应用， MOS得分采用五级评分标准，其方法是，由数十名试听者在相同信道环境中试听并给予评分，然后对评分进行统计处理，求出平均得分。由于主观和客观上的种种原因，每次试听所得的评分会有波动。为了减小波动的误差，除了试听者人数要足够多之外，所测语音材料也要足够丰富，试听环境也应尽量保持相同。
在这里要特别需要说明的是，试听者对语音质量的主观感觉往往是和其注意力集中程度相联系的，因而，对应于主观评定等级，还有一个收听注意力等级（Listening Effect Scale）。下表给出主观评定等级的质量等级、分数和相应的收听注意力等级。
主观评定等级表如下表：
表1 MOS主观评定等级表
质量等级分数收听注意力等级
优5可完全放松，不需要注意力
良4需要注意，但不需明显集中注意力
满意（正常）3中等程度的注意力
差2需要集中注意力
劣1即使努力去听，也很难听懂

尽管正式的主观收听测试是最值得信赖的评价方法，并且能对任何编解码算法以及网络性能进行评价，但是在实际应用中该测试结果可能会因人而异，测试过程中需要对收听环境、收听者等因素进行非常严格的设置和控制，需要较多的人员参与，语音素材的内容也需要很小心的选取，因为内容可能会影响到测试结果，因此正式主观测试显得十分耗时且花费较大,于是后来产生了多种客观的质量评价方法，比如：PSQM,PESQ,P862.1等。具体介绍见下一章节。

1.2语音质量客观评价介绍
1.2.1PSQM (P.861)标准或算法
PSQM (Perceptual Speech Quality Measurement) 仍以MOS的5个级别作为标准，所不同的是其对每一个级别都以百分比的方式做出了差对最差（%PoW =Percent Poor or Worse）和好对最好（%GoB = Percent Good or Better）的进一步描述。PSQM方法并未摆脱原始的人类主观评估，只是作了进一步的说明。目前，有人使用计算机产生波形文件（Wave File），通过比较其通过网络传输前后的变化，计算出与PSQM中相对应的级别及好坏程度，以此作为评估语音质量的方法。感知语音质量测度(PSQM),在1996年被国际电联ITU-T采纳为P.861建议，1998年，一个基于归一化块测度(MNB)的可选系统作为附件添加到P.861中。
1.2.2PESQ (P.862)标准或算法
PESQ（Perceptual Evaluation of Speech Quality）算法是由英国电信和KPN共同开发出来，并在2001年被ITU采纳为P.862规范。它比较声源信号和退化信号并给出一个类似人工听力评估测试的MOS分值，属于插入式（Intrusive）测试算法。它有着强大的功能，不仅能测试象解码器这样的网络单元的效果，也能测量端到端的声音质量；同时，能着重针对不同的信号退化原因，如编解码失真、错误、丢包、延时、抖动和过滤，给出测试结果。在当前业界已商用的、已标准化的算法中，是最优的算法。
PESQ处理过程如下图：

图1 PESQ算法流程示意图
PSQM和PAMS测量方法都需要发送一个语音参考信号通过电话网络，在网络的另一端采用数字信号处理的方式比较样本信号和接收到的信号，进而估算出网络的语音质量。PESQ结合了PSQM和PAMS的优势，针对VoIP和混合的端到端应用作了改进，并针对MOS和MOS-LQ计算方法做了修改。最开始这些方法被用于测量编码算法，后来也逐渐应用到VoIP网络系统的测量中。
1.2.3P862.1标准（同MOS的映射）
PESQ是Perceptual Evaluation of Speech Quality的缩写，是一种通讯网络中客观评测语音质量的方法。它由PSQM＋和PAMS发展而来，在2001年2月份，PESQ被ITU-T批准为P.862标准，此后，增加了P.862.1（同MOS的映射），P862.1并不是一个独立的协议，只是P862的一个映射（mapping）。能够比较准确的模拟人耳听觉的语音感知，因此更接近与主观听觉测试的语音质量。它在高分阶段比PESQ算法测得的语音分值高，低分阶段比PESQ算法测得的语音分值低。分水岭在3.4分左右。因此，根据该标准，为了提升终端用户的感受，必须提高3.4分以上MOS分值的比例。
本文给出P862.1与PESQ算法测得语音分值的对应公式和曲线：


图2 P862.1与P862算法映射函数曲线
1.2.4P.563标准
P.563标准是2004年5月由ITU制定，这是一个单端客观测量算法，能够只对接收到的音频流进行操作。P.563测量得到的MOS得分比P.862更广，要使结果更稳定，必须多次测量并对结果进行平均。这一方法并不适合测量个别呼叫，但在测量多个呼叫的服务质量时，能够得到可信的测量结果。
P.563的语音评估系统如下图：

图3 P563协议语音评估流程图
1.3四大网元语音处理简图及四大传输简介
本节简要的介绍了GSM各个网元参与语音处理的过程，从终端MS到基站到TC再到核心网，整个过程涉及四个网元，每个网元对语音的处理出了问题都将影响语音质量。
四大网元涉及四大传输。在语音信号传输过程中，空口、ABIS口、Ater接口和A口传输，都可以引入误码。因此一旦有语音问题发生，需要排查这四个网元和四大传输。
四大传输的空口传输需要通过优化空口质量来解决，其他的标准和非标准接口需要通过端口误码率检测来排查（BSC6000自带功能）。
典型的MOS测试图如下（DSLA）：

图4 典型的语音评分测试图

1.3.2MS
MS侧语音处理过程如下图所示：

图5 MS语音处理示意图

1.3.3BTS
BTS语音处理流程示意：TMU负责与BSC之间的语音交换，DSP负责语音编解码操作。

图6 BTS语音处理示意图
1.3.4BSC
BSC非TC功能对于语音来说是透传的，不参与语音的编解码工作，只负责语音通道的建立、布网、语音搭接等功能，具体透传流程可以参见BSC6000系统语音信号流程图。
1.3.4.1FTC对语音的处理
对话音信号进行编解码处理、对数据信号进行速率适配处理，以实现GSM用户与PSTN用户之间的通信。实现对数据信号的速率适配和对A接口七号信令的透明传输。

图7 TC处理流程示意图
1.3.4.2FTC的环回
环回的概念：
环回主要是指采用硬件或软件的方法，对某一传输设备或传输信道采取自发自收（自环）的方法，通过判断自环后传输设备、传输信道、业务状况、信令配合等情况的正常与否，来确定相关硬件设备的状况、软件参数的设置是否正常，是定位传输问题、中继参数设置是否准确等的最常用方法之一。

1.3.5UMG
UMG完成编解码的转换，对于不同的编解码和打包时长，对语音质量的影响是不同的。当涉及到不同网络之间通讯，或者用户终端采用不同编解码算法时，或者同种编解码采用不同速率通讯的时候，需要进行编解码之间的转换。UMG8900编解码算法的转换通常形式是：编解码器的级联，完成语音的转换，如下图，A和编解码B采用级联的方式，先通过对应的解码器将压缩码流恢复到PCM线性码，在采用另外一种编解码对其进行编码，编解码器中包含了较多的冗余操作，语音质量会有部分损伤。

图8 级联编解码
2涉及特性
表2 涉及特性
特性名称功能描述优化思路引入版本
TrFO支持呼叫两端使用相同的语音编码方式进行通话，只在MS两端进行一次编解码，避免了使用TRAU功能单元重复进行编解码。通过TrFO支持特性使MS通话双方采用一致的语音编码，避免了MS-MS呼叫时的一次重复编解码，可以有效提升通话质量，用户能够得到较好的语音质量。由于不需要使用TRAU功能单元，所以可以节省TC资源。
开启建议：该功能为核心网功能，BSS侧无开关。8.0
增强型全速率话音业务（EFR）是一种改进的语音编码方式，工作在12.2kbit/s编码速率的EFR，能够在使用普通FR信道资源的情况下，获得接近甚至超过ADPCM编码方式的语音质量。在空口质量良好的情况下，即使环境噪声很大，增强型全速率话音业务（EFR）也能获得接近传统有线电话的通话质量，另一方面，EFR具有较低的BER敏感性，在Abis链路上能够更好地进行传输，同时也与窄带AMR的最高速率相兼容。
开启建议：此特性相比FR可以提升MOS分，建议开启。6.1
半速率语音编码（HR）将话音编码速率降低到约为全速率语音的一半，使得原来在全速率语音业务下仅支持一个用户通话的一个载频物理信道现在能够承载两个半速率语音业务用户的通话。通过使用半速率语音编码（HR），使一个TRX可配置的语音信道数量大大增加，在不大幅度降低语音质量的情况下，能够大大提高频谱利用率，不增加硬件成本的情况下，提高网络容量。节省了空口资源和Abis传输资源。
开启建议：此特性可以提高网络容量，若无容量限制，建议关闭或者减少HR比例以提高MOS分。6.1
自动电平控制（ALC）ALC算法完成自动电平控制功能，对系统中语音信号进行判别，并遵循一定规则，对音量大小进行调节，提升用户的主观语音感受。通过自动电平控制（ALC），对输入信号的语音电平进行估计，从而对输入信号进行增益控制，将输出的语音信号调整到一定的目标电平，同时保持信号电平的平稳性和可懂度，使听者感觉音量舒适。
开启建议：该功能改善MOS不明显，但会改善实际用户主观感受，暂不建议打开。6.1
声学回声抑制（AEC）比较下行语音和一段时延后的上行语音的主要特征，识别声学回声，进行处理，达到消除声学回声的目的。声学回声抑制（AEC）通过比较下行语音和一段时延后的上行语音的主要特征，若存在类似特征的编码，则认为近端语音为远端语音的回波，进行非线性处理，并用舒适噪声替代，从而抵消从MIC进入的原语音，达到抵消声学回声的目的，提升用户通话过程主观感受。
开启建议：该功能改善MOS不明显，但会改善实际用户主观感受，暂不建议打开。6.1
自动噪声抑制（ANR）抑制通话过程中的背景噪声，降低噪声电平，提高语音信噪比。自动噪声抑制(ANR)根据输入信号在时域和频域的特征差异，识别是语音信息还是背景噪声。通过算法对背景噪声的能量进行衰减和抑制。在降低噪声电平，提高语音信噪比的同时，基本对真实语音无损失，提升用户在通话过程中的主观感受。
开启建议：该功能改善MOS不明显，但会改善实际用户主观感受，暂不建议打开。7.0
TFO支持在两端TC之间通过偷比特的方式，透传TFO帧、旁路编解码，在语音传输的过程中减少一次编解码的过程。TFO支持可以解决传统MS-MS呼叫过程中因级联操作对语音造成的损伤，提高语音量。通过透传TFO帧，旁路TC的编码功能，解除级联操作对于语音的损伤，提升了语音质量。
开启建议： 从目前验证结果显示，能有效提升MOS，AMR TFO仍处于验证过程中，开启建议请咨询性能部。
注：1、在有非透传功能（ALC/ANR/AEC/ANC）开启时，TFO功能无效。
2、TFO功能开启需License。6.1
语音质量监控（VQI）对网络内通话的语音进行上行VQI评分和下行VQI评分，量化了网络内的语音质量，为后续网络优化提供了依据。语音质量监控（VQI）在无线网络性能与语音质量之间建立起对应的关系模型，根据上下行语音的无线质量参数，计算出语音质量VQI评分，应用了MOS分析的方法对语音质量打分。
开启建议：该功能尚未大规模应用，暂不建议打开。7.0
AMR FR在一定干扰情况下，提供更好的语音质量，同等条件下，要达到或者优于EFR语音质量编码。AMR FR提供了从4.75kbits/s到12.2kbits/s的多种码率选择，根据无线环境的具体状况自动选择合适的编解码算法，在无线信道干扰较大时，AMR FR的语音质量可以比EFR或FR语音质量有较大的提升，具有更强的鲁棒性，抗干扰能力加强，能够适应紧密的频率复用。
开启建议：此特性可以提升MOS分，建议开启。6.1
AMR HRAMR HR的语音质量在同等条件下，要达到或者优于HR语音质量编码。在满足用户通话质量的前提下，AMR HR可以广泛使用，从而大大提高了系统容量；在网络干扰较大而导致话音质量下降时，系统可以自动实时的切换到AMR FR，从而达到话音质量和系统容量实时平衡，在扩大容量时，给用户提供较好的话音质量。
开启建议：此特性相比HR可以提升MOS分，建议开启。6.1
AMR 速率调整门限自适应GBSS设备可以自适应的修改速率调整门限，使AMR语音选择合适的编码速率。AMR速率调整门限自适应功能通过设置目标网络语音质量并实时监测当前语音质量，通过自适应修改速率调整门限，使AMR语音选择合适的编码速率，保障AMR语音的性能。
开启建议：该功能尚未大规模应用，暂不建议打开。8.1

3GSM系统中影响MOS分的因素介绍
影响MOS分数的因素有很多，例如：背景噪声、静音抑制功能、低速率编码器、系统的误帧率（帧处理策略（如传信令时丢帧处理）或者偷帧，误码、切换、在线用户数（拥塞程度））、回声、终端（如手机）等话音处理部件。语音传播过程中，多个网元都参与了语音质量的处理，终端的MS，基站，TC，核心网MGW，下面将对这些因素进行分类描述。
3.1GSM语音声学原理概述
无线网络中语音数据经过的基本处理包括，信源采样、信源编码、成帧、空口无线传输、网元内部处理、交换、地面传输，以及接收端的信源解码等。
在语音传输的任何环节的问题，都会引入误码导致产生语音质量问题。
而对于无线通信系统来说，对于语音质量的影响很大的一个地方是空口，即无线传输部分。无线传输的固有特征就是时变的衰落和干扰，即使对于正常运行的网络来说，其无线传输特征也是不断变化的。对于无线网络，无线传输对于语音质量的影响范围很大。语音通过空口传输到BSS设备，在BSS系统的标准接口和非标接口间传输，这个过程需要传输线路的稳定和端口误码率在规定的门限之下，如果有传输告警，需要排查相关的语音传输线路。端口误码率测试，当出现语音问题，需要针对端口进行误码率测试。
3.2场强和C/I对语音的影响
而对于无线通信系统来说，对于语音质量的影响很大的一个地方是空口，即无线传输部分。无线传输的固有特征就是时变的衰落和干扰，即使对于正常运行的网络来说，其无线传输特征也是不断变化的。对于无线网络，无线传输对于语音质量的影响范围很大。
当信号场强的改变未引起BER/FER大于零时，RXQUAL也是维持零不变的，这时话音质量理论上没有受到影响；当信号场强的改变引起BER/FER大于零时，相当于有干扰存在,因此C/I和场强因素对网络MOS分影响也较大。
网内干扰和往外干扰都可能直接影响网络得C/I以及接收质量，降低基站解调能力，造成连续的误码，使得语音帧解析错误，形成丢帧影响语音质量。
3.3切换（handover）对语音的影响
由于GSM为硬切换，从源信道切换到目标信道必然存在Abis接口下行语音帧的丢失。因此通话过程中由于切换导致的语音断续时不可避免的。切换参数合理设定，尽量避免频繁的切换。为了提升语音质量，需要将切换造成的语音中断降到最低。
3.4DTX对语音的影响
无线网络中如果打开DTX，则引入了舒适噪声和话音激活检测。受通话背景噪声、系统噪声等的影响，话音激活检测不可能做到完全正确，这必将导致语音信号被切割（Clipping）的现象，造成了语音帧的丢失和话音失真，严重时将严重影响语音质量以及MOS分测试。Comarco设备对每个语音分值打分的时候都会有Clipping统计，一般Clipping数值越大，说明切割掉的语音越大，那么采用插入式的语音评分标准必将导致MOS分值低。
实验室测试的结果如下：
表3DTX对语音质量的影响
DTX对语音质量的影响

FR1、FR的上行DTX打开，PESQ平均下降约0.053，不同的样本PESQ下降有所不同，下降范围在0.03～0.08之间。
2、FR的下行DTX打开，PESQ平均下降约0.054，不同的样本PESQ下降有所不同，下降范围在 0.02～0.12之间。


FAMR12.21、FAMR12.2的上行DTX开启，PESQ平均下降约0.05，不同的样本PESQ下降有所不同，下降范围在0.01～0.33左右。
2、FAMR12.2的下行DTX开启，PESQ平均下降约0.08，不同的样本PESQ下降有所不同，下降范围0.02～0.20左右。



HAMR5.91、HAMR5.9的上行DTX打开，PESQ平均下降约0.018，不同的样本PESQ下降有所不同，下降范 围在0.01～0.07之间。
2、HAMR5.9的下行DTX打开，PESQ平均下降约0.079，不同的样本PESQ下降有所不同，下降范围在0.05～0.11之间。



3.5速度（频偏）对语音MOS的影响
一般来说，在速度较高情况下（200KM/H），多径的影响会导致误码的上升，导致语音质量下降。如果速度再提升至400～500Km/h，由于多普勒效应，基站（BTS）收到的移动台信号会产生一定的频偏，上下行频偏累计可达1320～1650Hz，基站将无法正确解出移动台的信号。
随着高速铁路以及磁悬浮列车的应用，运营商也逐渐重视高速情况下话音质量。2007年，中国移动东莞分公司要求华为公司对华为设备覆盖东莞段铁路语音质量进行优化。通过对铁路覆盖语音质量的优化，使得华为设备成功的达到97.2％的友商水平，最高时语音质量达到98.5％。但是SQI的分布最高分20～30的分布只有40％，16～20的分布也只有40％；最高分的分布低于低速情况下相同语音质量的SQI最高分分布（90％左右）。因此高速对于语音质量有较为严重的影响，验收或者对比测试需要保证前后测试速度基本相等。

3.6话音编码速率对语音的影响
语音编码方式：HR、FR、EFR、AMR
对每种编码方式采用不同的语音编码方式，会得到相应的MOS分，协议中给出相应编码方式的不同分值如下：
表4 不同语音编码对语音MOS分的影响


3.7传输质量对语音的影响
传输质量存在问题一般表现在传输出现大量的误码、滑码及传输闪断，在BSC统计里的OBJTYPELAPD包括了LAPD信令重传、LAPD坏帧及过负荷的统计，这几个计数器可以用来观察A-BIS的传输质量情况，如果出现坏帧过多或信令重传严重的现象，一般就都是由于传输质量不好引起的。 传输质量的问题从原理上来看就相当于是丢失了一些话音帧，这些话音帧的丢失将严重影响到话音质量。

4MOS问题分析方法
4.1MOS分低问题的分析流程
MOS评分是一个端到端的问题，经过的网元，接口特别多，因此任何一个语音传输环节的问题，都会导致语音损伤，最终使MOS分下降，需要逐个排查。
一般MOS分问题的定位方法如下：

图9 MOS分问题分析方法
4.2MOS分低问题的优化方法介绍
4.2.1测试工具一致性排查及测试语音样本排查
测试工具一致包括测试设备、测试设备所带的终端设备（MS）以及测试设备所采用的评分标准。不同的测试设备采用的评分标准多种多样，所带的终端也是多种多样，因此不同评分标准和终端就可以组合出多种组合，必然带来语音评分的差异。即使是同种设备采用不同的评分标准也会有较大的差异。举例来说，用Comarco和DSLA测试同一种语音编码的语音质量，Comarco较DSLA低。
Comarco和DSLA采用的评分标准不一致、测试样本不一致、测试终端也不一致

不同的测试语音样本，在相同的环境下（如：屏蔽柜无干扰环境）采用相同的终端，相同的无线设备和核心网设备，相同的参数配置，测试结果都是不同的，因此，在对比不同的搬迁友商网络的时候需要保证测试采用的语音样本一致。下面两图分别是在相同外界情况下英语和荷兰语测试的MOS分布图，通过分布图可以清晰的看出不同语音样本测试的MOS值分布是不一致的。因此不同样本测试的语音MOS分值也是不一致的。经过大量样本的测试，英文样本测试分值最高、西班牙语和德语次之。
表5 语音样本造成MOS分差异
网络类型语音样本MOS
900M法语3.4
900M意大利语3.46
900M阿拉伯语3.5
900M俄语3.54
900M日语3.54
900M希腊语3.57
900M西班牙语3.59
900M德语3.61
900M美式英语3.64


4.2.2空口问题排查
GSM的语音编码使用UEP（非平衡错误保护（UEP：Un-equal Error Protection））的差错保护方式。其数据传输和分割如下图所示。
GSM和WCDMA/CDMA2000的空口语音数据传输的不同之处在于：
CRC校验：GSM的全速率的CRC校验仅为3位，其检错能力远小于CDMA2000和WCDMA；增强全速率为10位，基本接近3G的能力。
纠错编码：GSM中，C子流没有纠错编码，出错的可能性更大。
功率控制：GSM没有快速功率控制，不能抵抗突发衰落和干扰，快速降低无线传输错误。功率控制对于语音质量的贡献体现在对于误码/误帧的减少。

图10 GSM空口语音数据传输示意图（仅示意用，与标准稍有差异）
另外，同CDMA2000一样，在GSM中也使用“偷帧”的方法传输某些信令。偷帧会影响到语音质量，如果发生连续偷帧，那么语音质量将受到很大影响。

在GSM系统中，如果使用全速率语音编码，则A子流的CRC校验只有3位，其检错能力相当有限，必须结合RBER（残留误比特率对于CRC校验不出来的错误，仍然会影响语音质量）的测量才能反映语音质量。
残留误码率本身是不可测量的，但GSM系统提供一种变通的方法，通过测量解调误码率，即把解调结果与纠错解码结果再编码后的输出相比较，可以间接的反映无线传输的BER。与之相对应的标准测量量是RXQUAL，因此为了保证GSM语音质量，从空口角度必须降低误码率，提高空口接收质量。
对于增前全速率EFR来说，由于使用了10bit的CRC校验，基本上FER的统计就可以说明语音质量。
从空口来看影响语音质量主要由如下因素：A子流、BER或者RXQual、偷帧。能够通过网络优化手段解决的只有RxQual。
4.2.2.2覆盖，干扰类问题排查
网络覆盖不好，网络中必然存在较多的接收质量差区域，影响话音质量。
干扰会导致无线链路上的误码增大，可能导致超过基站解调能力无法识别语音帧，导致语音帧丢失，话音断续。
这两类问题的处理，请参考相关的指导书。
干扰问题：G-干扰问题处理指导书-20050311-A-1.0
覆盖问题：G-覆盖问题分析指导书-20020430-A-1.0
4.2.2.3切换引起的MOS分问题
切换引起的MOS分问题，不仅仅是切换次数过多，还有其他的一些原因，总结如下：
1、由于GSM为硬切换，从源信道切换到目标信道必然存在Abis接口下行语音帧的丢失。因此通话过程中由于切换导致的语音断续时不可避免的。因此需要检查相关切换参数，尽量避免过多的过频繁的切换。
2、切换不合理，如配置原因导致切换到质量差小区，引起MOS分值低。
3、由于参数配置不合理，导致切换较慢，一旦服务小区出现连续质量差，不能够及时把语音呼叫切换到更好邻区，导致语音质量持续差，引起MOS分值低以及切换失败和掉话。
4、部分网络关闭质量差切换导致MOS分值低。
5、小区内切换配置为异步切换导致空口接续时间过长，导致MOS分值偏低。

4.2.2.4半速率占用比例，AMR低速率占用比例
PESQ算法进行的MOS测试都是采取插入式语音评分，评分是一个过程值。如果现网存在多种语音编码，做语音质量DT测试或者CQT测试，会发生信道切换、AMR语音编码速率切换，语音评分过程中可能掺杂多种语音编码，因此存在多种语音编码的网络语音质量测试，高编码速率语音质量测试值偏低，低编码速率语音质量测试值偏高。综合分值在空口质量一定的前提下，半速率利用比例越高，语音评分越低。因此现场优化的一个思路可以是尽量使用全速率，尽量使用AMR高速率编码。

4.2.3BTS排查
4.2.3.1软件版本检查
核查已经发现的一些版本的问题。
老基站由于版本过低，和新基站配合等原因导致语音问题。
4.2.3.2上下行DTX功能是否打开
DTX就是静默帧加语音激活检测。用静默来取代语音，也是一种失真，给所有的感知模型在预测MOS分时带来困难。一般前端和后端的50ms的削波(话音激活检测)不会给主观印象带来很大的影响。然而，在话音期间削波，比如包丢失后用静默代替，将严重影响主观感受---每50ms的丢失，MOS分下降一分。PESQ的情况在这两种之间，每50ms的削波通常引起0.5分左右的下降，而不管处于什么位置。话音检测无法做到100％正确，因此MOS测试过程中打开必然会降低语音质量。
4.2.3.3硬件因素
BTS硬件故障等原因导致的语音中断，影响语音MOS分值。硬件中处理语音部分存在bug也将影响语音质量。需要与研发确认版本是否存在已知的问题。
4.2.4ABIS传输排查
华为现在交付的网络遍及世界各地，各地的基础通信和数据通信发展水平参差不齐，投资和租用传输线路成本较高，因此各地网络采取的传输各种各样，有微波传输、电路传输、光纤传输、卫星传输。微波传输受天气影响很大，因此气候就成为影响传输质量的一个重要因素。不同方式的传输，传输误码不一致，必将导致不同的传输质量，因此对比不同运营商的不同网络需要在传输方式一致的前提下。
检查的告警包括：LAPD链路故障底层断链；E1/T1 1小时信号丢失超限告警等。
另外可以通过BSC的“监控端口误码率”功能，以及使用误码仪（E7580A
），来检测ABIS口是否存在误码。
4.2.5BSC排查
4.2.5.1TFO、EC等功能开启与否
在移动－移动的呼叫中，当通话双方采用的语音业务类型相同时，可以通过带内信令协商，减少一次语音编解码，提高语音质量。开启EC功能，在通话过程中存在回音情况下可以提升语音质量。在无误码的情况下，开启TFO功能可以改善语音质量0.25分以上。
表6TFO对FR/EFR/HR的语音质量改善（GSM 06.85）
DMOSEP0EP1EP2
HR.85.68.39
FR.53.53.35
EFR.32.46.19

4.2.5.2本地交换开启与否
本地交换分为BSC内本地交换和基站内本地交换。BSC内本地交换，主叫和被叫手机应在同一BSC内。这样Ater接口和本地传输资源就节省了。BTS内本地交换，主叫和被叫手机应在同一基站内或者同一基站组内。这样Ater接口和Abis接口传资源就节省了。当采用BSC内本地交换，如果TC存在于CN（核心网），那么TC编解码可以节省，减少语音编解码可以提升语音质量。当采用BTS内本地交换，TC编解码必然省略，因此可以提升语音质量。

4.2.6A口传输排查
A接口的排查原理与ABIS口传输排查类似。可以参考ABIS传输排查一节。
这里简单说明一下，主要有两个方法：一是通过BSC上告警（例如E1/T1信号丢失告警），检查是否存在A口闪断的情况，另外通过误码仪器检测A口传输是否存在误码。
4.2.7MGW排查
如果MOS测试采用手机打手机方式不存在此问题，可以跳过此节。
在1.3.7 UMG一节中，已经说明 “当涉及到不同网络之间通讯，或者用户终端采用不同编解码算法时，或者同种编解码采用不同速率通讯的时候，需要进行编解码之间的转换。”而这种码间的转化，会造成语音质量的损伤。
因此如果MOS测试采用手机打固定电话的方式，需要查清楚手机与固定电话经过的路由有没有经过两个UMG，并且这两个UMG之间有没有采用语音压缩算法，造成语音损伤。
4.2.8其他问题（搬迁前后对比MOS）
主要针对搬迁项目中，搬迁前后MOS对比出现偏差，需要特别考虑以下因素。
4.2.8.1测试速度
测试过程还要保证车速稳定，一般要求30km/h左右。一旦速率较低，就相当于定点CQT测试，也将使得测试结果偏高。
另外如果测试速度过高（大于200km/h），产生的频偏，对语音质量也会有影响，此时需要开通基站的频偏算法，提高语音质量。
4.2.8.2测试路线，时间是否一致
语音质量DT测试能够客观的反馈一个网络的覆盖情况和接收质量情况。一个网络必然存在质量好和质量差的区域，无法做到平均化一。做DT语音质量测试时，首先要保证所测目标网络的主覆盖干线测试充分，重要的支线也需要测试。测试过程避免走重复路线，因为质量好的区域重复测试，将会导致DT测试的语音质量偏高；质量差的区域重复测试，将导致DT测试的语音质量偏低。测试时间是否一致
不同时间段，现网的话务模型是不一致的，每天的忙时都是有规律的出现的，因此对应几个不同的话务高峰，话务高峰期间拥塞情况严重，由此可能带来较多的网内干扰。从空口统计的接收质量来看，忙时空口质量下降，对应的SQI也下降，因此为了保证测试的一致性，最好选择相同的时间段进行测试。
例如，华为对铁岭地区做过对比测试，分别选择凌晨4点和晚忙时9点进行对比测试，对比测试结果显示凌晨测试空口质量非常好，忙时空口质量非常差，对应的语音质量也是凌晨好而忙时差，因此对比测试一定要选择相同的时间段。
4.2.8.3频率宽松复用度
对于移动通信来说，频率是最重要的一种资源。随着移动通信的飞速发展，移动用户突飞猛进，为了能够满足日益增加的容量需求，各运营商都在自己拥有的频段范围内尽量提高频率复用程度。提高频率复用必将带来较大的网络干扰，频率复用越紧密，带来的干扰就越大，网络质量就越差，话音质量也就越差，严重时影响终端用户感受。因此频率复用程度不一致的运营商语音质量很难直接比较。例如中国联通采取较高的频率复用规划达到与中国移动相同规模的站型大小，那么其语音质量不用测试也必将低于中国移动。简单的说，复用度越高，测试的MOS将越低。
4.2.8.4工程安装质量问题
基站传输故障或者工程安装问题。根据以往定位语音问题的经验，需要检查每一段传输的接头（DDF架上的接头）是否良好，是否有松动，是否有线头裸露；对于光纤传输，要检查光纤头是否干净；传输误码是否较大等。
天馈工程质量问题也会引起MOS下降，由于工程安装问题，如天馈接头松动、天馈接反等引入过多误码或者覆盖下降原因导致语音质量下降。

5测试方法及建议汇总
5.1测试工具选择及测试建议
1、测试工具选择主要根据运营商要求，现在中国移动已经接纳PESQ为现网评测标准，而且采用的工具为鼎立或者华星，国外运营商参考标准有所不同，主要的测试工具有DSLA，Cormarco及QVOICE等。
2、前期答标时，关于MOS要求明确验收标准、测试工具、语音样本、验收区域（建议覆盖差的郊区不在验收范围内）、呼叫方法、测试时长、测试时间、测试路线等问题都逐一明确，方便后期验收。
5.2现网测试配置建议
1.测试样本选择建议选择短呼样本，可以避免一些盲区或覆盖较差地区，但对于覆盖良好，无过多切换的网络，建议采用长呼；
2.测试手机的选择，Nokia6680和zx10均可以进行测试，但需注意Nokia6680不支持半速率，且有室外天线（无车体损耗），三星ZX10测试手机可以支持半速率，无室外3、外置天线（测试需考虑车损），建议选择Nokia6680测试手机。
3.测试路线选择覆盖良好，切换较少的区域作为测试路线；
4.如果可以选择手机打固定电话，尽量选择手机打固定电话测试。这样测试MOS分数高。
5.DTX功能关闭。
6.路测时速度不宜过快。
7.测试时间可以选择闲时，此时网络C/I较高。
8.测试时尽量占用语音编码质量好的信道，例如EFR，AMR全速率信道。
9.确认版本没有问题的情况下，打开TFO功能（此功能仅仅对手机打手机有效）。

6MOS案例
6.1语音和信号流程的差异
6.1.1GSM语音信号流程
MS－BTS － GEIUB－GTNU－GEIUT－GEIUT－ GTNU－GDSUC－GTNU－GEIUA－MSC……MS

图11 BSC6000语音流程简图
6.1.2信令流程
MS－BTS － GEIUB－GGNU－GXPUM －GGNU－GEIUT－GEIUT－GTNU－GEIUA －MSC……MS
其中BSC内部还包括ATER接口的信令处理流程，略。
上面的流程说明语音信号流程和信令流程走的路径是不一致的。KPI指标是表征呼叫流程各个信令统计点在多次重复呼叫成功率。语音MOS表征的是终端用户的听觉感受！信令流程与语音信号流程是不同的，所以无法得出KPI指标好就一定MOS分值高，KPI指标好只是MOS分值高的一个必要条件。语音MOS分值与空口质量、干扰、C/I、删帧率、SQI、SNR等因素密切相关。

6.2产品已知MOS分问题
经过网上MOS问题的处理以及语音MOS攻关，已经发现我司设备一些影响MOS分的问题，主要如下，如果现网出现MOS分低问题，而优化又无法解决，可以对照下表中的问题描述来初步确定版本是否可能存在问题。
由于下表只有解决问题的版本，具体现场版本是否存在问题，可以咨询产品的维护部。
表7 产品已知MOS分问题列表

问题编号问题简述问题详细描述相关产品影响的信道问题解决版本
1FAMR/HAMR和FR丢帧重发1帧平滑优化FAMR/HAMR和FR语音期间的上行丢帧会引发MOS陡降DPU(TC)FAMR/HAMR/FRV9R8C01B048SP01
2切换丢帧时EFR/HR解码平滑没有起作用EFR/HR语音期间的上行丢帧会引发MOS陡降DPU(TC)EFR/HRV9R8C01B048SP01
3TFO建立存在随机的比特错位TFO建立情况下，MOS低于预期值，存在随机的比特错位DPU(TC)EFR/FR/HRV9R8C01B048SP01
4切换至半速率固定丢一帧，HAMR 7.4k下激活时也会固定丢一帧HAMR上行DTX开启，并使用7.4k速率，非语音过渡到语音时MOS会有一帧的明显下降DPU(TC)HAMR7.4V9R8C01B048SP01
5上行DTX开启，EFR下和HAMR下语音质量下降明显，在TC侧有引入损伤EFR下和HAMR上行DTX开启，非语音过渡到语音时MOS会有一帧的明显下降DPU(TC)EFR/HARM6.7/HARM7.4V9R8C01B048SP01
6内时钟存在时快时慢整体偏慢的现象，需要采用外部中断来定位20ms周期在同一个通道上反复拨打，会遇到语音断续的问题DPU(TC)所有语音信道V9R8C01B048SP01
7FAMR的SID_FIRST帧问题测试语音样本中，两个SP帧中夹杂SID_FIRST帧这种情况下，导致基站对SID帧后的第一个语音帧误译丢弃，造成MOS分下降DSP(基站)FAMRV100R008C02B201或者V100R001C07B415
8HAMR的SID_FIRST_INH帧问题测试语音样本中，两个SP帧中夹杂SID_FIRST_INH帧这种情况下，基站把SID_FIRST_INH帧上报为NO_SP帧，导致TC对NO_SP帧后的第一个语音帧误译丢弃，造成MOS分下降DSP(基站)HARMV100R008C02B201或者V100R001C07B415
11上行DTX开启，下行速率频繁调整上行DTX开启后，半速率AMR多速率集情况下，下行编码会出现调整（静音期间出现调整，一到语音又恢复正常），但是只要DTX一关，则一直占用某一固定速率，因此可以肯定的是调整并非是载干比出现差导致的。DSP(基站)HARMV100R008C02B201或者V100R001C07B415
12同步切换HO_DET提前上报问题同步切换中，出现HO_DET提前上报问题，导致老信道上行语音帧丢失，切换中断时长较长，试验室测试几率在5-10%左右；DSP(基站)所有语音信道V100R008C02B201或者V100R001C07B415
13异步切换老信道丢失一个语音帧BSC内异步切换，上行语音出现1帧丢失，3款手机都出现此问题，试验室测试几率在30-50%左右；DSP(基站)所有语音信道V100R008C02B201或者V100R001C07B415



7MOS或语音问题信息反馈
为了更好的对比搬迁前后的网络质量，需要在搬迁之前进行充分而细致的测试，原网主要干路、重要支路、重要的公共场所必须进行测试。测试需要输出原网的测试报告，报告内容至少包含以下五项主要内容：RxQual（包含均值和最值，以及均方差）、SQI（包含均值和最值，以及均方差）、C/I（包含均值和最值，以及均方差）、测试路线和速度、打点输出图（打点内容按照以上三个指标分别输出）。
7.1反馈语音问题摸底测试要求
1、测试时间和时间段：测试时间必须安排在工作日（周一至周五）9:00-12:00，17:00-20:00进行。
2、测试路线要求均匀覆盖市区主要街道，并且尽量不重复；环城高速、高架桥、市区到机场公路必须进行测试。
3、测试速度在市区保持正常行驶速度，不设置最高限速。
4、不考虑交通情况，50万人口以上城市测3天，20万人口以上城市测2天，每天6小时。
5、拨打要求：
测试手机置于车内，主、被叫手机均与测试仪表相连，同时连接GPS接收机进行测试。
GSM主、被叫手机均使用自动双频测试。
采用手机相互拨打的方式，手机拨叫、接听、挂机都采用自动方式。每次通话时长180秒，呼叫间隔20秒；如出现未接通或掉话，应间隔20秒进行下一次试呼。(时间间隔根据运营商要求设定)
6、后台数据分析：全部测试必须使用相同的测试仪表和后台数据处理软件。
7、测试工具选择主要根据运营商要求，现在中国移动已经接纳PESQ为现网评测标准，而且采用的工具为华星。国外运营商参考标准有所不同，主要的两种测试工具是SwissQual、QVoice、Cormarco。
8、对于现网空口质量的评估要做到充分和完整，需要提供RxQual，C/I,SQI等指标的统计。这三个指标要有多个时段的平均值、最值、方差、不同数值的分布区间列表，测试时GPS需要打点，TEMS测试log需要存档。
9、搬迁多个城市时，有语音问题需要反馈，不同城市需要按照本章的要求进行测试，输出报告存档，需要有当地电子地图的打点信息，以便后续优化网络重点突破质量比较差的区域。
需要对每次摸底测试记录平均时速（GPS可以打点统计）存档。
7.2现网配置数据反馈要求
华为现网覆盖区域经济发达程度不一致，覆盖情况不一，网络用户密度参差不齐，网络的密集程度也不一致，各地网络规划不一，频率复用程度不一致，不同地区还存在有不同程度的外界干扰，因此各地网络质量也是参差不齐。不同质量的网络，有不同的配置，不同配置又对网络有不同的影响。语音类问题反馈需要提供现网的一些配置供研发人员了解现网之用。
需要反馈的网络参数配置如下表：
表8 表网络参数配置反馈表
网络配置现网配置和测试结果
DTX（上下行）
功控上行
功控下行
射频跳频
基带跳频
发分集
TFO
EC
核心网是否采用IP承载
各接口的传输方式
频率资源
主力站型配置
切换门限的配置
功控门限的配置
编码速率的配置及使用比例
全网路测RxQual
全网路测SQI
全网路测C/I