CN101425935B

CN101425935B - VoIP语音业务的用户体验质量测试与监测方法及系统

Info

Publication number: CN101425935B
Application number: CN2007101637784A
Authority: CN
Inventors: 王柏强
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2007-11-01
Filing date: 2007-11-01
Publication date: 2011-04-20
Anticipated expiration: 2027-11-01
Also published as: CN101425935A

Abstract

一种VoIP语音业务的用户体验质量测试与监测系统，包含网络管理模块、用户体验质量QoE测试与监测代理模块和媒体分析模块。一种VoIP语音业务的用户体验质量测试与监测方法，包括：步骤一，网络管理模块接收启动测试/监测命令，经QoE测试与监测代理模块发送给媒体分析模块，所述命令中带有测试/监测参数；步骤二，媒体分析模块对媒体流进行分析；步骤三，媒体分析模块把测试结果/监测报告经QoE测试与监测代理模块返回给网络管理模块，显示给用户。本发明方法可以对网络的任意方向语音流质量进行测试和监测为电信运营商测试VoIP网络全网各个节点的语音QoE提供了方法。

Description

VoIP语音业务的用户体验质量测试与监测方法及系统

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种互联网电话VoIP语音业务的用户体验质量测试与监测方法及系统。

背景技术

VoIP(Voice over Internet Protocal，基于因特网协议的语音电话)又称互联网电话，VoIP技术经过几年的发展已经取得了巨大的成功，从因特网的网络电话发展成电信级的VoIP网络，即NGN(Next Generation Network，下一代电信网络)网络。与此同时，传统电信运营商开始放缓甚至中止了PSTN(Public Switched Telephone Network，公用电话交换网)网络的建设，改而大力发展NGN网络。

虽然VoIP在未来有一统天下的趋势，然而，VoIP的语音质量一直无法与传统PSTN网络的语音质量相比。人们普遍感觉VoIP提供的是低质量话音服务。电信运营商试图通过各种方法来改善这种情况：首先为实时电信业务建立了单独的承载网；其次，在各种设备接入到电信运营级的IP(InternetProtocal，互联网协议)网络之前，对设备进行了严格的测试；再次，对网络上运行的设备进行监控，对网络提供的业务质量，如语音质量进行监视和测试。这些工作的一个主要目的，就是提高语音业务的QoE(Quality ofExperience，用户体验质量)，提高用户对网络的语音质量的满意度。

目前，对VoIP网络的语音QoE测试一般通过第三方设备对网络上的单个设备，或者多个设备进行测试。

图1是测试设备对VoIP网络的单个设备(如网关设备)进行测试。这种测试方式一般由测试设备发出一段标准的音频，经过被测设备的环回，回到测试设备，测试设备对比发出的音频和收到的音频的差异，计算得出QoE指标。这种测试方式的缺点是不能测试VoIP网关设备在网络中的性能情况。

图2是测试设备对VoIP网络的多个设备进行测试。这种测试方式中，测试设备的工作方式与图1完全相同。虽然测试设备能对运营网络的语音QoE进行测试，然而，毕竟发送和接收端都连接在同一测试设备上，网络的两端只能在一个机房内，或者一个大楼内。如果要对上海到北京两地的语音QoE进行测试，那是无法用这种方式做到的。

图3的测试方式可以对网络中任意的语音流进行QoE测试，方法是在网络语音流过的路径上，外接测试仪器，该测试仪器对双向通讯的语音流进行分析，计算得出QoE指标。然而，这种方法同样存在局限性：一是由于测试设备价格昂贵，不能在网络的任意一个地方都预先安装一个测试仪，所以对语音QoE无法实时监控，只能在用户投诉后，去安装测试设备，再去获取测试数据；二是这种方法对网络有破坏性，需要变动网络配置，才能接入该测试设备。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供VoIP语音业务的用户体验质量测试与监测方法及系统，不需要借助其他测试仪器，便可以完成VoIP语音业务QoE的测试和监测过程。

为解决上述问题，本发明提出了一种VoIP语音业务的用户体验质量测试与监测系统，其特征在于，包含网络管理模块、用户体验质量QoE测试与监测代理模块和媒体分析模块，所述网络管理模块与所述QoE测试与监测代理模块相连，所述媒体分析模块与所述QoE测试与监测代理模块相连，其中：

所述网络管理模块负责接收人机命令并将命令发送到所述QoE测试与监测代理模块；接收QoE测试与监测代理模块发送来的QoE测试或监测结果并显示；

所述QoE测试与监测代理模块负责将所述网络管理模块发送来的命令发送到所述媒体分析模块；接收所述媒体分析模块的测试或监测的结果并上报到所述网络管理模块；

所述媒体分析模块负责接收所述QoE测试与监测代理模块发送来的命令，对媒体流进行分析，并将分析结果发送到所述QoE测试与监测代理模块。

进一步地，上述系统还可具有以下特点，还包含媒体发送/接收模块，所述媒体发送/接收模块与媒体分析模块相连，负责在待进行QoE测试或监测的VoIP设备间建立媒体流通路连接，供媒体分析模块对媒体流进行分析。

进一步地，上述系统还可具有以下特点，所述系统用于VoIP网络的接入设备，包括VoIP网关、VoIP电话和综合接入设备IAD。

为解决上述问题，本发明还提出了一种VoIP语音业务的用户体验质量测试与监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，网络管理模块接收启动测试/监测命令，将所述命令经QoE测试与监测代理模块发送给媒体分析模块，所述启动测试/监测命令中带有测试/监测参数；

步骤二，媒体分析模块根据所述启动测试/监测命令中的测试/监测参数对媒体流进行分析；

步骤三，媒体分析模块把测试结果/监测报告经QoE测试与监测代理模块返回给网络管理模块，显示给用户。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，若进行测试/监测前，待测试/监测的双方VoIP设备间还没有建立媒体流通路连接，则所述步骤一之前还有如下步骤：待测试/监测的双方VoIP设备的媒体发送/接收模块间建立媒体流通路连接。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述测试参数包括本次测试的本端端口、对端端口、测试的内容、测试报告输出周期，所述测试的内容包括发送/接收总包数、总字节数、丢包率、时延、抖动、音量、回声以及平均评定得分MOS值；所述监测参数包括本次测试的本端端口、对端端口、监测的内容，所述监测的内容包括发送/接收总包数范围、总字节数范围、丢包率范围、时延范围、抖动范围、音量范围、回声范围以及MOS值范围。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述步骤二中，在监测过程中媒体分析模块的分析工作还包括：将分析结果与启动测试/监测命令中的参数范围值进行对比，若发现某参数值超过范围，则向QoE测试与监测代理模块发送监测报告。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，步骤三之后还有步骤四，网络管理模块接收到停止测试/监测命令后，将所述停止测试/监测命令经QoE测试与监测代理模块发送给媒体分析模块，媒体分析模块停止分析工作，测试/监测过程结束。

本发明方法在不更改网络配置的情况下，可以对网络的任意方向语音流质量进行测试和监测，可以为电信运营商测试VoIP网络全网各个节点的语音QoE提供方法，也为监测个别通路语音QoE提供手段，有利于电信运营商降低成本，并提高语音业务服务质量。

附图说明

图1是现有技术中测试设备对VoIP网络中单个设备进行测试的测试组网图。

图2是现有技术中测试设备对VoIP网络中多个设备进行测试的测试组网图。

图3是现有技术中测试设备对VoIP网络中媒体流进行测试的测试组网图。

图4是本发明实施例中VoIP网关各模块之间的关系示意图。

图5是本发明实施例中QoE测试过程流程图。

图6是本发明实施例中QoE测试结果显示示意图。

图7是本发明实施例中QoE监测过程流程图。

图8是本发明实施例中QoE监测结果显示示意图。

具体实施方式

本发明适用于VoIP网络的接入设备，包括VoIP网关、VoIP电话、IAD(Integrated Access Device，综合接入设备)等。

下面将以VoIP网关为例，结合附图及实施例对本发明的技术方案进行详细的说明。

实施例

如图4所示，在本实施例中，VoIP网关中的VoIP语音业务的用户体验质量测试与监测系统包含媒体发送/接收模块、网络管理模块、QoE测试与监测代理模块和媒体分析模块，所述网络管理模块与所述QoE测试与监测代理模块相连，所述QoE测试与监测代理模块同时与所述媒体分析模块相连，所述媒体发送/接收模块与媒体分析模块存相连，其中：

所述媒体发送/接收模块负责在待进行QoE测试或监测的本端VoIP网关与对端VoIP网关之间建立语音或视频等媒体流通路连接，发送和接收媒体流的RTP(Real-time Transport Protocol，实时传输协议)和RTCP(Real-timeTransport Control Protocol，实时传输控制协议)流，供媒体分析模块对媒体流进行分析；

所述QoE测试与监测代理模块负责将所述网络管理模块发送来的命令发送到所述媒体分析模块，和接收媒体分析模块的分析结果并上报给网络管理模块；

所述媒体分析模块负责接收所述QoE测试与监测代理模块发送来的命令，对特定媒体流(如具体的语音、视频等)的RTP和RTCP流进行分析，并将分析结果发送到所述QoE测试与监测代理模块。

进行QoE测试或监测时，首先，本端VoIP网关的媒体发送/接收模块与对端VoIP网关的媒体发送/接收模块建立语音或视频等媒体流通路连接，使RTP和RTCP流在双方VoIP网关之间正常交互；若本端VoIP网关与对端VoIP网关已建立语音或视频等媒体流通路连接，即已有RTP和RTCP流在双方VoIP网关之间正常交互，则本端VoIP网关的媒体发送/接收模块与对端VoIP网关的媒体发送/接收模块不需要再建立语音或视频等通路连接。

双方VoIP网关之间的语音或视频等通路建立后，就可以进行QoE测试了，图5所示是QoE测试过程流程图，测试过程如下：

步骤110，网络管理模块接收人机命令中的启动测试命令，并将其发送给QoE测试与监测代理模块，启动测试命令中带有相关测试参数；

启动测试命令中可以输入各种参数，如本次测试的本端端口、对端端口、测试的内容、测试报告输出周期等，测试的内容可以包括发送/接收总包数、总字节数、丢包率、时延、抖动、音量、回声以及MOS(Mean Opinion Score，平均评定得分)值等。

在本实施例中，启动测试命令为测试从源IP地址111.8.8.8的任意媒体端口到目的IP地址222.7.7.7的任意媒体端口的媒体流数据，要求每1分钟向网络管理模块输出一次报告，测试内容包括时延、抖动和丢包率。

步骤120，QoE测试与监测代理模块把启动测试命令传送给媒体分析模块，媒体分析模块根据启动测试命令中的相关测试参数对特定的媒体流进行分析；

所述特定的媒体流是指测试时在通路中进行传输的具体的媒体信息，如语音、视频等媒体信息，这些信息在通路中都是以RTP和RTCP流的形式进行传输，所以媒体分析模块对特定的媒体流进行分析就是对具体媒体流的RTP和RTCP流进行分析。

步骤130，媒体分析模块把测试结果返回给QOE测试与监测代理模块；

媒体分析模块根据本端端口和对端端口确定特定的媒体流，并分析该媒体流双向RTP和RTCP数据，把启动命令所需要的数据根据测试报告周期的要求，定期返回给QOE测试与监测代理模块。在本实施例中，媒体分析模块分析从IP地址111.8.8.8到IP地址222.7.7.7的任意一条媒体流中的时延、抖动和丢包率，然后每1分钟周期性地向QoE测试与监测代理模块返回这些获取的数据。

步骤140，QoE测试与监测代理模块把测试结果报告给网络管理模块，网络管理模块将其显示给用户；

在网络管理模块上显示的一次测试结果的范例如图6所示，这里只显示一条媒体流。

步骤150，网络管理模块接收到人机命令中的停止测试命令，发送给QoE测试与监测代理模块；

步骤160，QoE测试与监测代理模块把停止测试命令转送给媒体分析模块，媒体分析模块停止对特定媒体流的分析工作，测试过程结束。

图7所示是QoE监测过程流程图，监测过程如下：

步骤210，网络管理模块接收人机命令中的启动测试命令，将其发送QoE测试与监测代理模块，启动监测命令中带有相关监测参数；

启动监测命令中可以输入各种参数，如本次测试的本端端口、对端端口、监测的内容等，监测的内容可以包括发送/接收总包数范围、总字节数范围、丢包率范围、时延范围、抖动范围、音量范围、回声范围以及MOS值范围等。

在本实施例中，启动监测命令为测试从源IP地址111.8.8.8的任意媒体端口到目的IP地址222.7.7.7的任意媒体端口的媒体流数据，如果发现丢包率＞3％则向网络管理模块报告。

步骤220，QoE测试与监测代理模块把启动监测命令传送给媒体分析模块，媒体分析模块根据启动监测命令中的相关监测参数对特定的媒体流进行分析；

同测试过程的相应部分一样，这里所述特定的媒体流是指监测时在通路中进行传输的具体的媒体信息，如语音、视频等媒体信息，这些信息在通路中都是以RTP和RTCP流的形式进行传输。

步骤230，媒体分析模块将分析结果与启动监测命令的参数范围值进行对比，如果发现某参数值超过范围，则向QoE测试与监测代理模块发送监测报告；

媒体分析模块根据本端端口和对端端口确定特定的媒体流，分析该媒体流双向RTP和RTCP数据，并与启动监测命令的参数范围值进行对比，如果某参数值超过范围，则向QoE测试与监测代理模块发送监测报告。在本实施例中，媒体分析模块分析从IP地址111.8.8.8到IP地址222.7.7.7的任意一条媒体流中的丢包率。当发现丢包率＞3％的媒体流后，就向QoE测试与监测代理模块报告。

步骤240，QoE测试与监测代理模块将监测报告进一步报告给网络管理模块，网络管理模块将其显示给用户；

在网络管理模块上显示的一次监测结果的范例如图8所示，这里只显示在某一个时间段内，从源IP地址111.8.8.8到目的IP地址222.7.7.7多条媒体流发生了较高的丢包率事件。网络管理人员可以根据监测报告显示的信息判断网络运行状况和故障发生的位置。

步骤250，网络管理模块接收到人机命令中的停止监测命令，发送给QoE测试与监测代理模块；

步骤260，QoE测试与监测代理模块把停止监测命令转送给媒体分析模块，媒体分析模块停止对特定媒体流的分析工作，监测过程结束。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种互联网电话VoIP语音业务的用户体验质量测试与监测系统，其特征在于，包含网络管理模块、用户体验质量QoE测试与监测代理模块和媒体分析模块，所述网络管理模块与所述QoE测试与监测代理模块相连，所述媒体分析模块与所述QoE测试与监测代理模块相连，其中：

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于：

还包含媒体发送/接收模块，所述媒体发送/接收模块与媒体分析模块相连，负责在待进行QoE测试或监测的VoIP设备间建立媒体流通路连接，供媒体分析模块对媒体流进行分析。

3.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于：

所述系统用于VoIP网络的接入设备，包括VoIP网关、VoIP电话和综合接入设备IAD。

4.一种VoIP语音业务的用户体验质量测试与监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：

若进行测试/监测前，待测试/监测的双方VoIP设备间还没有建立媒体流通路连接，则所述步骤一之前还有如下步骤：待测试/监测的双方VoIP设备的媒体发送/接收模块间建立媒体流通路连接。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于：

所述测试参数包括本次测试的本端端口、对端端口、测试的内容、测试报告输出周期，所述测试的内容包括发送/接收总包数、总字节数、丢包率、时延、抖动、音量、回声以及平均评定得分MOS值；所述监测参数包括本次测试的本端端口、对端端口、监测的内容，所述监测的内容包括发送/接收总包数范围、总字节数范围、丢包率范围、时延范围、抖动范围、音量范围、回声范围以及MOS值范围。

7.如权利要求4所述的方法，其特征在于：

所述步骤二中，在监测过程中媒体分析模块的分析工作还包括：将分析结果与启动测试/监测命令中的参数范围值进行对比，若发现某参数值超过范围，则向QoE测试与监测代理模块发送监测报告。

8.如权利要求4述的方法，其特征在于：

步骤三之后还有步骤四，网络管理模块接收到停止测试/监测命令后，将所述停止测试/监测命令经QoE测试与监测代理模块发送给媒体分析模块，媒体分析模块停止分析工作，测试/监测过程结束。