考慮網(wǎng)絡(luò)的語(yǔ)音質(zhì)量



思科系統(tǒng)中國(guó)有限公司業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理



  大多數(shù)實(shí)施者理解在Internet上傳送語(yǔ)音和在PSTN上是不同的,他們的理解重點(diǎn)往往是與流量中數(shù)據(jù)類(lèi)型相對(duì)的語(yǔ)音處理環(huán)境,或者是對(duì)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的IP部分中的語(yǔ)音信令和語(yǔ)音負(fù)載流量使用服務(wù)質(zhì)量(QoS)技術(shù)的需求。很少有人在他們的計(jì)劃中考慮到TDM-IP混合網(wǎng)絡(luò)的傳輸環(huán)境,并計(jì)算傳輸損耗來(lái)評(píng)估端到端的語(yǔ)音質(zhì)量。


  僅僅管理抖動(dòng)和延遲是不夠的


  從常規(guī)的設(shè)計(jì)觀點(diǎn)來(lái)看,VoIP網(wǎng)絡(luò)被傳統(tǒng)地看作是一個(gè)黑盒子。一般認(rèn)為控制抖動(dòng)到一個(gè)一致的包到達(dá)時(shí)間并減少端到端延遲在150毫秒以下對(duì)最終用戶(hù)來(lái)說(shuō)是足夠了。語(yǔ)音質(zhì)量是端到端來(lái)衡量的,而不管中間或端點(diǎn)是如何構(gòu)成。然而,不管呼叫是發(fā)生在PSTN、IP網(wǎng)絡(luò)還是兩者的混合網(wǎng)絡(luò),服務(wù)、清晰度和通話質(zhì)量都會(huì)影響感覺(jué)到的質(zhì)量。服務(wù)質(zhì)量與業(yè)務(wù)問(wèn)題緊密聯(lián)系在一起。然而,清晰度和通話質(zhì)量取決于特定的語(yǔ)音網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。在這方面,清晰度、延遲和回聲是關(guān)鍵。檢查引起最令人煩惱的語(yǔ)音損害問(wèn)題的原因,對(duì)理解語(yǔ)音網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)如何影響語(yǔ)音質(zhì)量是非常有幫助的。


  回聲或許是最明顯的語(yǔ)音質(zhì)量受損害現(xiàn)象,并且僅僅在TDM-IP混合的語(yǔ)音網(wǎng)絡(luò)中上升到干擾的程度。定性地說(shuō),回聲是說(shuō)話者的聲音通過(guò)電話返回到其耳朵。技術(shù)上,回聲是由于網(wǎng)絡(luò)中的模擬或者尾電路部分的遠(yuǎn)端發(fā)送回路泄漏回去到接收回路而引起的。





  在大多數(shù)的PSTN環(huán)境中,回聲是存在的,但是回聲的發(fā)生在時(shí)間上是如此接近正在講話的人的聲音,以至于這只是簡(jiǎn)單地造成適度的側(cè)音。當(dāng)回聲衰減到足夠被聽(tīng)到并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)以過(guò)大的延遲來(lái)回穿越時(shí),回聲就會(huì)被說(shuō)話者察覺(jué),語(yǔ)音質(zhì)量就變得有問(wèn)題。注意回聲雖然只能在網(wǎng)絡(luò)的模擬部分發(fā)生,但是IP網(wǎng)絡(luò)增加的延遲能夠?qū)е禄芈曌兂煽刹煊X(jué)的。為了消除回聲干擾,可以在盡可能靠近回聲源的地方部署被稱(chēng)為回聲抵消器的裝置。


  語(yǔ)音網(wǎng)絡(luò)的IP部分過(guò)多的包延遲或包丟失可以引起對(duì)話聲音不清晰、不連貫或破碎。不同的丟包模型、用于修復(fù)丟失數(shù)據(jù)包的算法,以及使用的編碼/解碼(CODEC)類(lèi)型,都會(huì)引起不同的語(yǔ)音質(zhì)量。一個(gè)明顯的丟包模型要素的例子是連續(xù)的丟包通常會(huì)比隨機(jī)的丟包對(duì)語(yǔ)音質(zhì)量的削弱程度更大。語(yǔ)音質(zhì)量下降的根源是由于包到達(dá)的時(shí)間不一致或者包發(fā)送無(wú)序。這兩個(gè)因素造成終點(diǎn)的抖動(dòng)緩存盡管已經(jīng)接收了包但還是會(huì)丟棄,因?yàn)榘竭_(dá)太晚或是太快使得抖動(dòng)緩存無(wú)法對(duì)其進(jìn)行修復(fù)。


  端到端網(wǎng)絡(luò)延遲過(guò)大時(shí)會(huì)影響語(yǔ)音質(zhì)量。例如,當(dāng)不能及時(shí)接收到期望的回復(fù)時(shí),說(shuō)話者可能會(huì)重復(fù)所說(shuō)的話,這樣會(huì)與遠(yuǎn)端延遲的回復(fù)碰撞,導(dǎo)致重復(fù)。大多數(shù)用戶(hù)察覺(jué)不到小于100毫秒的延遲,當(dāng)延遲在100毫秒和300毫秒之間時(shí)可以察覺(jué)到對(duì)方回復(fù)的輕微猶豫。這種猶豫可以影響到每個(gè)聽(tīng)者在一定程度上察覺(jué)到對(duì)話語(yǔ)氣的變化。超過(guò)300毫秒,延遲就會(huì)很明顯,用戶(hù)開(kāi)始互相讓步以防中斷和對(duì)話質(zhì)量難以忍受。


  前端削波(clipping)—丟失說(shuō)話人的第一個(gè)音節(jié)或單詞—可以由延遲和IP網(wǎng)絡(luò)中的靜音抑制機(jī)制的使用而引起。為了更有效地使用帶寬,VoIP網(wǎng)絡(luò)使用靜音抑制機(jī)制,例如靜音檢測(cè)(VAD)或者舒適噪音生成器(CNG)。


  評(píng)估方法


  給定影響語(yǔ)音質(zhì)量的操作性因素,如何來(lái)評(píng)估端到端語(yǔ)音質(zhì)量呢?有幾種標(biāo)準(zhǔn)方法來(lái)衡量語(yǔ)音質(zhì)量。一個(gè)明顯的方法,平均評(píng)定得分法(Mean Opinion Score,MOS或ITU-T P.800)通過(guò)一個(gè)受控制的測(cè)試來(lái)獲得,在測(cè)試中,很多人互相打電話并評(píng)定語(yǔ)音質(zhì)量。評(píng)價(jià)是直接參與到語(yǔ)音呼叫中的個(gè)人。MOS是從這群人的評(píng)價(jià)中來(lái)計(jì)算平均分?jǐn)?shù)的(1~5分,5是最好,4被認(rèn)為是長(zhǎng)途電話質(zhì)量)。MOS的缺點(diǎn)是耗時(shí)、高成本和不方便。


  因此,語(yǔ)音質(zhì)量的衡量通常是使用下列分析算法中的一種:感知話音質(zhì)量測(cè)量法(Perceptual Speech Quality Measure,PSQM,ITU-T P.861,已過(guò)時(shí)),感知分析測(cè)量系統(tǒng)法(Perceptual Analysis Measurement System,PAMS)或感知話音評(píng)估法(Perceptual Evaluation of Speech,PESQ,ITU-T P.862)。這些衡量方法提供了客觀評(píng)定和定量測(cè)量語(yǔ)音清晰度所必需的度量標(biāo)準(zhǔn)。


  傳輸損耗計(jì)劃


  傳輸損耗計(jì)劃是指連接近端說(shuō)話者和遠(yuǎn)端聽(tīng)者之間并且包括其間各節(jié)點(diǎn)上的再損耗的總體信號(hào)損耗計(jì)劃。按照電信行業(yè)協(xié)會(huì)(TIA)的規(guī)定,傳輸固定損耗計(jì)劃通過(guò)限定10dB的端到端損耗,試圖模擬一個(gè)隔開(kāi)1米的說(shuō)話者和聽(tīng)者之間的正常對(duì)話情形。實(shí)際損耗通常是8~21dB之間的一個(gè)值,8~12dB范圍是長(zhǎng)期目標(biāo)。固定損耗計(jì)劃的目的是為了減少回聲和噪音來(lái)維持語(yǔ)音連接的質(zhì)量(參見(jiàn)TIA TSB32-A)。傳輸計(jì)劃的基礎(chǔ)是E模型(ITU-T G.107),它用于計(jì)算和評(píng)估端到端連接的語(yǔ)音質(zhì)量。


  計(jì)劃新的或修正語(yǔ)音網(wǎng)絡(luò)的主要任務(wù)是收集必需的信息,包括必需的配置中不同網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件及其對(duì)端到端連接語(yǔ)音質(zhì)量造成傳輸下降的影響。一些參數(shù)如丟包、失真、延遲、回聲、噪音等等,都會(huì)造成特定的降低傳輸質(zhì)量的影響。


  
摘自 網(wǎng)絡(luò)世界
   

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