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1、论文类别论文类别 A A客户感知话音质量客户感知话音质量 SQISQI 的分析与提升方法探讨的分析与提升方法探讨作者：网管维护中心网优室 曾晓文、李达、戈玲主题词：客户感知主题词：客户感知 SQISQI 摘要：在 GSM 网络中,往往通过测量 RxQual 来评价无线信号的质量，但这一指标并不能反映终端用户对无线网络的实际感受。由爱立信公司提出的反映终端用户对话音质量直接感受的指标 SQI 用于表达语音经过无线链路传输后造成的失真度，该指标的算法考虑了诸多的无线参数，包括 BER（误比特率）、FER（误帧率）、切换频率、DTX 是否激活以及话音编码器等，最终给出语音质量评估值 SQI。话务量的
2、高低对 SQI 有着直接的影响,为了提高网络质量，就需要在不影响覆盖的前提下加大 1800 小区的容量和话务承载比例;不同的编码方法对数据的压缩率不同，造成的语音失真也就不同。因此，提升 SQI 的一种可行方法就是尽量提高 EFR 的使用比例;通过综合的网络整治和细致的频率优化，可以对提升 SQI 起到积极的作用，我们分阶段进行了南山、宝安的区域变频工作;关闭上行不连续发射功能(DTXU)是提高 SQI 的一种方法;过多的切换会带来掉话的增加，影响 SQI，优化双频网间切换有助于网络质量的改善。为保持 SQI 指标的稳定，我们建立了 SQI 跟踪分析信息系统。通过每日监控小区 SQI 指标值、
3、小区 SQI 变化值、小区对全网 SQI 指标的影响程度这三项指标的排名来把握全网 SQI 情况,并把这三项指标全网排名较差的二十个小区列为跟踪对象，具体分析原因，制订优化方案，跟踪实施过程，并且随时将跟踪情况入库。通过对影响话音质量 SQI 的多个因素进行相关的优化调整，同时建立跟踪分析信息系统来保持 SQI 指标的稳定性，深圳市全网话音质量 SQI 从调整前的 91.5%逐步提升至 94.4%，并在近两个月以来保持稳定，提升效果明显。第一章第一章 SQI 简简介介一、一、 SQI 的基本概念的基本概念在GSM网络中,往往通过测量RxQual来评价无线信号的质量。但对于话音来说，它在GSM网
4、络中的传输是经过信道及信源编码的，而RxQual只能描述空中接口的传输质量，并不能反映终端用户对无线网络的实际感受。为此爱立信公司提出了一个反映终端用户对话音质量直接感受的指标SQI（Speech Quality Index）。话音质量指标SQI用于表达语音经过无线链路传输后造成的失真度，采用爱立信公司的专利算法，具体细节未公开。该算法考虑诸多的无线参数，包括BER（误比特率）、FER（误帧率）、切换频率、DTX是否激活，以及所用的话音编码器等，最终给出语音质量评估值SQI。SQI的取值范围由20到+30，从小到大语音质量逐步提升，它与另一种国际通用的语音评估方法MOS之间有直接的对应关系，见
5、下表。通常认为当SQI小于0时语音质量为不可接受，当SQI大于0而小于18时语音质量为可接受，当SQI大于18时语音质量为良好。SQI的取值范围 客户感知200Unsatisfactory018Acceptable1830Good二、二、 SQI 与与传统话传统话音音质质量量评评估指估指标标 RxQual 的比的比较较上节提到，SQI实际上并非对空中接口无线环境的直接测量，而是测量无线网络的话音质量，这就意味着在相同的无线条件下由于相关条件不同，SQI有可能不一样。与RxQual相比，SQI在网络优化中有着显著的优点。RxQual的测量是基于BER的，以往的经验证明，BER与C/I之间有明确的
6、接近线性的关系，当C/I增大时，BER随之减小，而且这种关系与信道类型无关，所以RxQual也与信道类型无关。由于GSM网络的语音信号在空中接口上是经过交织编码的，所以FER与BER之间不存在线性关系。语音信号的质量更多地取决于误帧率FER，而SQI与误帧率有着密切联系，因此在不同的传输信道下SQI是不一样的。可见对于不同类型的信道，RxQual 并不能准确地表达语音的实际质量，只能反映空中接口的干扰情况，SQI 是比 RxQual 更合理的评价网络语音质量的参数，其结果对于不同的信道是有可比性的，它可以帮助我们有效地评价无线网络的语音质量。三、三、 SQI 的的测测量和量和计计算算在爱立信的
7、BSS R8及其后续版本中，提供了Speech Quality Supervision的功能，这个功能可以使我们获得从全网级到小区级的详细的话音质量的信息。测量的过程如下：每个基站均会测量上行链路，同时结合相关无线参数，计算出SQI的绝对值，取值范围2030。在每个通话进行的过程中，每隔约2.5秒计算出一个SQI的数值，然后通过Abis口传给BSC。BSC将所有的SQI测量值分为三类：“Good”、“Acceptable”和“Unsatisfactory”，每个小区都会有三个计数器来对本小区通话所产生的这三类SQI值进行计数，从网络级、BSC级、小区级、子小区级获得网络多层次的话音质量信息。在
8、日常的统计分析中，SQI值根据目标区域的“Good”、“Acceptable”和“Unsatisfactory”计数器按照下面的公式计算：(Good + Accept*0.5) / ( Good + Accept + Unsatisfactory ) * 100%通常用百分比的形式来描述 SQI，反映了话音质量“良好”和“可接受”的采样点加权后占所有采样点的百分比，百分值越大，话音质量越好。第二章第二章 影响影响 SQI 指指标标的因素分析的因素分析由于爱立信公司对 SQI 算法的保密，我们不知道各项具体因素对 SQI 指标的影响程度，但通过长期对指标观察所积累的经验和分析参数调整试验的结果，
9、可以得出 SQI 的好坏主要与以下方面有关：一、话音编码器类型话音编码由BSC中的TRA完成，TRA即码率适配器，是BSC的一种基本设备，主要负责将A接口上的64Kbps和Abis接口上的13Kbps话音编码相互转换，以及进行带内信令的速率适配。目前全网使用的话音编码方式有三种，EFR（增强型全速率）、FR（全速率）和HR（半速率），不同的话音编码需要使用不同的TRA。对于不同的话音编码类型，SQI 的上限是不一样的。半速率编码的 SQI 上限为 19，全速率为 21，而增强型全速率为 30。这是因为不同的编码方法对数据的压缩率不同，造成的语音失真也就不同。因此，提升 SQI 的一种可行方法就
10、是尽量提高 EFR 的使用比例，并降低HR 的使用比例。二、无线信道的干扰水平GSM 网络中由于频率复用，不可避免地会带来同频和邻频干扰。过多的干扰会引起载干比的下降，进而造成误帧率的下降，而误帧率的高低与 SQI 有着直接密切的关系。因此，通过综合的网络整治和细致的频率优化，可以对提升 SQI 起到积极的作用。三、不连续发射控制参数DTX语音通话是双向交互的，统计数据表明，单方用户的平均说话时间占总通话时长的 40以下，因此在 GSM 系统中可以采用不连续发射的方式传送信号。当手机采用不连续发射方式时(DTXU 参数设为2)，在用户说话时向 BTS 传送 13kbit/s 的话音编码，而在间
11、隙期传输约 500bit/s 的低速编码，这种低速编码即所谓的舒适噪声，是为了避免听者误会通信中断而设置的。DTX 的使用将会对话音质量起到正反两个方面的作用:一方面,减少了不必要的信号传送，降低了网络总体干扰水平，提高了频率利用率；另一方面，它引入舒适噪声代替真实的背景噪声，对原始的语音信号造成了一定的失真，降低了 SQI 值。因此在实际的网络中需要权衡利弊，选择性地使用 DTX 功能，才能使话音质量达到最佳。四、切换的频度通话时的切换会引起语音在上行链路和下行链路的瞬间中断，当切换非常频繁时，SQI会迅速地下降。SQI的算法考虑了切换中的偷帧问题，这同我们的主观感受是一致的。10月份在龙华
12、镇AB、AH、Z局进行的滤波器长度调整实验也表明，减小滤波器长度虽然加快了弱信号区域的切换速度，有利于减少通话质差时间，但也带来整个小区总体切换次数的增加，影响了SQI指标，下图的切换次数及SQI的变化数据很好地说明了这一点。为了提升SQI，应当调整无线参数抑制过于频繁的切换。切切换换次次数数与与S SQ QI I变变化化曲曲线线02000004000006000008000001020102110221023102410251026102792.50%93.00%93.50%94.00%94.50%95.00%切换次数 SQI五、跳频功能跳频功能开启的好处有两方面。首先跳频可以起到频率分集的
13、作用，它保证了同一个信息使用几个频率发送，提高无线信道对抗快衰落效应的能力。不同频率信号的衰落特性不同，而且随着频率间隔的增大，衰落特性更加独立。通过跳频，可以使携带同一部分信息的所有突发脉冲不会被瑞利衰落以同一方式破坏。另外跳频还可以起到干扰源分集的作用，如果关闭跳频功能，则某一个频点出现干扰就会造成占用该频点用户的通话质量严重下降，而开启跳频功能可以将干扰产生的影响均分给多个用户，使整个网络的性能将得到提高。因此开启跳频功能有利于 SQI 指标的提升，应当在全网小区中尽可能多地使用跳频功能。六、话务量的影响在网络比较稳定的情况下，SQI也是在一定范围内合理波动的。从数据分析的结果可以看出，
14、SQI的波动和话务量的变化有着一定的联动关系。这是因为话务量的增加会导致全网总体干扰水平上升和半速率话务比例增加，带来SQI的下降。从2005年4月10日到5月7日近一个月的SQI以及话务量变化走势来看，SQI和话务量基本上呈现反比关系，随着话务量的增加，SQI跟着下降，特别是在话务高峰5月1日，SQI的突降更明显。而从某一天的SQI以及话务量的变化走势来看，SQI和话务量基本上也是呈现反比关系。从下图中可以看到，在上午忙时和晚忙时的话务高峰期，SQI下降较大。有一点例外的是，在凌晨的几个小时内，SQI却随着话务量的下降而下降，这可能是由于到了凌晨，深圳地区的话务热点逐步集中到城中村等地方，而
15、城中村普遍受到较严重的上行干扰，因而造成全网总体SQI的下降。第三章第三章 提升提升 SQI 的解决方案的解决方案今年 8 月份之前，我公司 SQI 指标虽然达到考核满分要求，但在全省各市公司中排名偏低。因此，迅速、有效提升 SQI 指标成为近期无线网络优化工作的重要任务之一。针对影响 SQI 的诸因素，我们采取了以下手段进行优化，以提高全网 SQI 指标。、平衡 900 和 1800 小区的话务分布，降低半速率话务比例从前面的分析中可以看出，话务量的高低对SQI有着直接的影响，而话务量是可以通过在900/1800之间进行话务均衡来进行优化的，因此，有必要研究一下全网900/1800话务量的分
16、布情况。随着网络规模的不断发展，GSM1800小区在全网中所占的比例越来越大，目前深圳GSM网络大部分都采用了双频网基站共址、双层覆盖的结构，900和1800网共同分担网络话务，这在一定程度上缓解了900网络的话务负荷。但从频率资源上来看，GSM1800目前共有频点100个，GSM900有频点95+25个，其中GSM900根据市区和郊区网络结构的不同，分别给室内站和上层站预留了部分频点。下表是优化前某天忙时的统计数据。频点数忙时 总话务量平均每 载波话务平均每 频点话务MRR (上行)MRR (下行)SQI900 室外站12074787.70 3.37 623.23 94.0596.470.9076 1800 室外站10046812.91 3.26 468.13 97.2397.950.9344 为简化分析，上表900室外的频点按所有可用频点数120个来计算，可以看出，900和1800的平均每载波话务基本上持平，但900小
