CN1268269A - 确定传输系统中的传输质量的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及确定传输系统中的传输质量的一种方法和装置,其装置包括用于发送可在一个传输信道上识别的测试信息的装置(504)。为实现发送质量的可靠估计,该装置包括用于对接收的测试信息执行显示该信息是否被识别的信息测量的装置(510),以及用于根据在一预定的时间期上执行的该测量而确定在此时传输质量的装置(510)。

Description

确定传输系统中的传输质量的方法和装置

本发明涉及确定传输系统中的传输质量的一种方法，其中本方法测试经传输信道发送的可识别信息。

在无线电系统中，在基站和用户终端之间的连接质量不断变化。这种变化是由出现在射频路径上的干扰因素并且作为距离的函数的无线电波衰减引起的。例如，当终端从该基站进一步远移时，在该终端和该基站之间的传输路径上的衰减将会增加。通常做出的努力是借助功率调节补偿这种衰减。

在数字蜂窝无线系统中通常使用的用于表示连接质量的一个变量是误码率(BER)，其表示与接收的所有的比特相比较的错收比特数量。例如在GSM蜂窝无线系统中，基站和终端在它们之间的连接中连续地测量该误码率。

评估连接质量的另一方式是以在该连接上发送的信息质量的评估为基础；例如从话音的角度看，是接收机得到该话音质量的方式。上述对于信号路径的干扰还影响接收的话音质量。所谓的阈值现象，即当基站和终端之间的距离增加时话音质量能长时间处在优良而然后突然急剧降低的一个现象，对于数字系统来说允许使用纠错方法是典型的现象。在模拟系统中，系统的质量稳定地降低。当把利用不同技术实现的通信网络彼此比较时，质量评估是一种有用的方法。例如在不同无线电系统中的误码率是未必可比的，甚至是可访问的(如在模拟系统中)。

在信息的质量评估中，例如在话音的质量评估中，发送至该信号路径的信号通常与经该信号路径接收的一个信号比较。一个非连续信号，例如话音，通常被用作一个音频信号，因为对于连续信号，例如一个正弦波，该数字系统中的压缩解压缩不是优化的。

估计质量的方法已经有了发展。一般以一至五的五个等级表示质量(坏、差、满意、优良和出色)，其中由值五表示最佳值。已知的方法是所谓的主观测定。在这种方法中的一组测试人评估在一个给定过程中的接收信号的质量。最佳的已知过程是所谓的均值意见评分(MOS)。将要评估的记录语音取样被播放给由不同成分的人形成的组，其给出有关质量的评价，通常按一至五的五个等级，并且从该评价形成一个平均值。

另一种已知方法是以一个客观测量为基础，其中利用数学模型确定计算通话质量。最简单的的是使用信噪比或上述的误码率测量其通话质量，并且更复杂的解决方案是使用心理声学的加权计算方法。

还公开有把上述评估方式组合的使用神经网络的方法，其给出类似于由不同成分的人群的响应。总的来说，所有的已知方法的目标是评估一个接收的测试信息信号与一个发送的信息信号的相似程度，以及在一个检测差值的基础上确定传送的质量。

但是，已有技术的方案有几个问题。这种主观的方法是不实际的方法；  雇用一组用于评估的人是昂贵和费时的。而且，不考虑求均值，获得的结果不一定是重复类似的。

另一方面，客观方法与人们体验的通话质量不是紧密相关的。例如，误码率不足以表示识别语音的好坏程度。反过来，主观的和客观方法的组合要求巨大的计算能力。神经网络应用是复杂和难于实现的。

因此本发明的一个目标是提供一种能够解决上述问题的方法和装置。本发明的一个目标是实现一种方法，其能够经济和可靠地实现信息质量的评估。这是通过在介绍中描述的类型的方法实现的，本方法的特征在于，在测试信息的发送中重复地发送同一个预定的符号，并且对于接收的测试信息执行显示是否该信息被识别的信息测量，而且在一个预定的时间期上执行该测量，以及根据在该时间期内执行的该测量而确定在该时间的传输质量。

本发明还涉及确定传输系统中的传输质量的一种装置，其中系统包括用于发送可在一个传输信道上识别的测试信息的装置。本发明装置的特征在于，该装置包括用于重复地发送同一个预定测试信息符号装置，用于对接收的测试信息执行显示该信息是否被识别的信息测量的装置，以及用于根据在一预定的时间期上执行的该测量而确定在此时传输质量的装置。

发明的最佳实施例在从属权利要求中公开。

利用本发明的方法及装置可以实现几个优点。例如本发明实现更可靠地评估通话质量而不用昂贵设备及过多的计算。本发明的解决方案使用语音识别方法和设备来评估通话质量。类似地，模式识别方法被使用在图像信息的质量确定中。在本发明的解决方案中，目标不是确定接收的信号与发送的信号之间的相似程度，而仅是揭示接收的测试信息是否被识别，以及根据几个连续的识别判定估算连接的质量。

本发明的解决方案也适于使用在其中的信息经一受干扰的传输路径传输的任何传输系统中。典型的例子是蜂窝无线系统，但本发明也能被用于使用固定电缆线路的传输系统。

附图的简要描述

现在参照附图结合最佳实施例详细描述本发明，其中

图1是一流程图，示出本发明方法的一个例子，

图2a和2b是确定质量等级的流程图，

图3是改变测试信息的流程图，

图4a和4b示出测试信息的发送和接收，及

图5根据本发明的装置的结构。

本发明的详细描述

下面描述当本发明具体应用到通话质量的评估的情况。象本领域的技术人员所清楚的那样，本发明同样可以应用在结合另一类信息的发送中，例如图像传输。在这种情况中，在本发明的基本思想之内以模式识别系统替换语音识别算法及设备。

因此，目标是估计经一传输路径发送的话音质量。在本发明的解决方案中，发射机重复地把期望的测试信息发送到传输路径。在该测试信息传输中重复地传输同一个预定的符号。接收机接收该信息并且执行显示该信息是否被识别的信息测量。这种测量可以在一预定的时间期上执行，并且根据在该时间期中执行的该测量确定传输质量。

图1示出根据本发明的操作方法。在第一步骤100中，发射机发送期望的信息，其最好是一具体预定的单词。在第二步骤102中，接收机接收经传输路径发出的该单词。在第三步骤104执行一个识别，显示该传输的单词是否被识别。在随后步骤106中，根据该识别更新有关发送质量的信息。随后返回第一步骤100。

在发明的最佳实施例中，该期望的测试信息符号是如此一个具体预定的单词，其被预先记录和存储，并且因此能够被重复地发送而经传输路径无变化。这一具体单词被连续地传输。单词之间的间隔能够按照期望设置，方式是该连续的单词能够被彼此区分。在传输路径的另一端接收该单词。在传输路径上，该信号遭受一般传输路径的的干扰，其影响该信号的质量。根据该单词的语音识别给出一个判定值，表示对于该接收的单词是否执行了识别。如果期望，接收单词可以存储在一个存储器中用于以后的检查或检测。存储可以通过一预定的标准执行，例如以存储未知单词的方式存储。在一预定时间期上接收该单词，并且根据在该时间期内的决定而确定此时的发送的质量估计。例如典型的测量时间可以是五秒钟。根据一至五的五个已知等级给出质量估计。

可以通过已知语音识别方法和算法执行语音识别。评估在语音识别中的接收单词，并且作为该评估的结果，获得该单词是否被识别的一个二进制判定。因为本发明的解决方案仅打算识别一个单词而不估计该接收单词相距该传输单词的远或近的程度，所以发明的解决方案在本质上比早先的方法更容易在实践中实现。

图2a示出该发送质量的估计的一个确定，换言之，图2a示出图1的步骤104和106。因此，通过使用一个已知语音识别方法在步骤200中执行对于每一单词的识别测试。如果该单词被识别，在步骤202中升级该质量估计。随后，在步骤204中能够引入随后单词的评估。如果在步骤200中不识别该单词，则在步骤206中降级该质量估计。随后，在步骤204中也能够引入随后单词的评估。在步骤202和206中的质量信息的更新可以这样一个方式执行，即当确定该等级时，在一具体的确定时间期上执行该单词的识别。能够根据在例如五秒钟的持续期内接收的单词确定发送质量，并且当新的单词到达时，从计算中去除最老单词的识别信息。

图2b示出发送质量估计的确定的另一实施例。在本实施例中，有可能更精确地预测在信号质量方面的改变。因此在步骤200中执行对于每一单词的识别测试。如果该单词被识别，则在随后步骤208中检查是否已经出现了几次连续的识别。如果否，则通过在步骤210中给出一个增量∧而升级该质量估计。如果出现了几个连续的识别，则在步骤212中把质量估计升级一个增量n^*∧，因此其大于在步骤210中使用的增量。随后，在步骤204中能够引入随后单词的评估。

如果在步骤200中没有识别单词，则随后在步骤214中检查是否在识别中已经出现几次连续的失败。如果否，则通过在步骤216中给出一个递减^而降级该质量估计。如果出现了几个连续的识别失败，则在步骤218中把质量估计降级的一个递减n^*∧，因此其大于在步骤216中使用的递减。随后，在步骤204中也能够引入随后单词的评估。这种方法的目标是使该质量估计对于巨变和突变的反应更快。例如在蜂窝无线系统中，当终端进入或退出一个隧道时能够出现巨大的改变。信号的质量能因此突然地从优变差，反之亦然。如果出现几个并行判定，则以上述的方法检测它们，因此该质量信息的改变单位能够被增加。改变单位的升级以及需要的连续类似的判定的数量是系统相关的参数。

根据本发明的最佳实施例，属于有关识别的不同级别的几个单词可以被选用作为一个测试信息符号。在具体时间使用的测试单词可以根据该质量信息选择。例如假定使用与识别有关的三个难度不同的单词。测试可以在中等难度的单词开始。如果发现该质量信息连续为优良，换言之该单词识别的百分比是高值，则可以引入一个更难单词的发送。类似地，如果中难度的单词是很少被识别，换言之识别的百分比是低值，则引入较容易的单词测试该连接。用于改变该测试单词的识别百分比是系统规范参数，它们是可以变化的参数。本实施例在图3的流程中示出。在步骤300中执行对于一测试单词的识别测试，而立即计算此时的识别百分比，换言之是计算从发送的单词识别了多少单词。如果该单词被识别，则在步骤302中检查该识别百分比是否已经达到该单词升级阈值。如果否，在步骤304中转移到随后出现的单词。如果达到该阈值，则在步骤306选择随后最困难单词作为测试单词。如果否，在步骤304中转移到随后出现的单词。

如果在步骤300中该单词没有被识别，则在步骤308中检查该识别百分比是否已经达到该单词降级阈值。如果否，在步骤304中转移到随后出现的单词。如果达到该阈值，则在步骤310选择随后容易的单词作为测试单词。如果否，在步骤304中转移到随后出现的单词。本流程图仅示出单词改变的算法，不是质量信息的更新，其执行如图2a或2b所示。单词也能够根据质量估计而直接地改变，或根据在另一识别测试的基础上计算的一个参数改变。

随后考虑本发明用于确定传输质量的一个装置。根据本发明的测试信息的发送和接收能够以各种方式执行。不同的可选方案在图4a和4b中示出。图4a示出一个发射机400和接收机404。发射机400把测试信息404发送到接收机402，在接收机402中执行根据本发明的识别和质量评估。图4b示出一个所谓的环路方案，其中的第一收发信机406把测试信息404发送到第二收发信机408。该第二收发信机408把接收的测试信息410发送回到该第一收发信机406，第一收发信机406接收该信号而且根据本发明执行识别和质量评估。后一种方案的优点是可以在同一个步骤实际地执行发送和接收。缺点是该测试信息经发送路径传播两次，使其无法确定包括更多干扰的发送方向。。

图5是表明根据本发明的装置的结构一个例子的流程图。本发明用于确定传输质量的装置包括存储器装置500，其中能够存储将要发送的预知测试信息，换言之，其中存储与本发明最佳实施例中的识别有关的若干不同级别单词。该装置还包括控制装置502，从该存储器装置500读出测试信息。该装置包括装置504用于在传输信道506上借助控制装置502的控制而连续地发送测试信息。控制装置502通常由一处理器实现，而发送装置504利用调制解调器或无线电发射机实现。本发明的装置还包括装置508，用于从传输信道506接收测试信息。接收装置508通常包括一个无线电接收机和一个调制解调器。测试信息从调制解调器输送到处理装置510，处理装置510执行一个信息测量，利用语音识别软件显示接收的信息是否被识别。本装置还包括处理装置510，用于在一预定的时间期内根据测量而执行对此时发送质量的确定。测量结果被存储在存储器装置512中。如果期望，该接收的测试信息，换言之该接收的单词能够被存储在存储器中，用于随后的检验，即在存储器装置512中的检测。存储可以通过一预定的标准执行，例如以仅存储未知单词的方式执行。

本发明的装置最好由一微型计算机装置实现，其包括能够产生存储在一个存储器中的话音信息的一种话音卡和软件，及一个调制解调器，其装置被连接到一个在一个蜂窝无线系统中的收发信机。信息的识别最好能够由已知语音识别软件执行。发送和接收功能既可以最好利用同一个装置实现，或作为一种选择，也可以使用两个独立的装置。

根据本发明的一个最佳实施例，还执行与该测试信息的接收结合的另一种测量，例如场强或误码率的测量。当测试信息结果被存储用于一个随后检查时，同时执行的测量的结果也被存储。接收和测定次数被附加到该存储部件，从而可以把不同方法获得的结果相互比较。

尽管上面根据附图而参照实施例作了描述，但要理解，本发明不受该根据附图的例子的限制，其可以在所附权利要求公开的本发明构思的范围内做各种方式的修改。

Claims (13)

1.一种在确定传输系统中传输质量的方法，其中可被识别的测试信息在传输信道上发送的，其特征在于，在测试信息的发送中重复地发送同一预定的符号，并且对接收的测试信息执行显示是否该信息被识别的信息测量，而且在预定的时间期间上执行该测量，以及根据在该时间期间内执行的该测量而确定在该时间的传输质量。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于，在每一新测试信息符号接收之后，以把最早符号的识别信息排除在计算之外的方式更新该发送质量估算。

3.根据权利要求1的方法，其特征在于，根据该信息测量确定该信息符号的改变参数，而且把获得的该参数与预定门限值比较，而且如果参数小于该门限值，则该测试信息符号被改变为一个较容易识别的符号。

4.根据权利要求1的方法，其特征在于，根据该信息测量确定该信息符号的改变参数，而且把获得的该参数与预定门限值比较，而且如果参数大于该门限值，则该测试信息符号被改变为一个更难识别的符号。

5.根据权利要求1的方法，其特征在于，利用预定的标准把接收的测试信息存储在存储器中。

6.根据权利要求1至5中任何之一的方法，其特征在于，在该传输系统中发送话音，而且该测试信息是包括单词的语音信息，并且对于该接收的单词执行显示每一传输单词是否被识别的语音识别，以及在一预定时间期上执行测量，并且从该时间期间内相关于所有的单词，识别的单词的数量来确定此时的传输质量。

7.根据权利要求1至5中任何之一的方法，其特征在于，在该传输系统中发送图象，而且该测试信息是包括图象的信息，并且对于该接收的图象执行显示每一传输图象是否被识别的模式识别，以及在预定时间期间上执行测量，并且从该时间期间内相关于所有的图象，识别的图象的数量来确定此时的传输质量。

8.根据前述权利要求的任何之一的方法，其特征在于，传输系统是一蜂窝无线系统。

9.一种确定传输系统中传输质量的装置，其系统包括用于在传输信道上发送可识别的测试信息的装置(504)，其特征在于，该装置包括用于重复地发送同一预定测试信息符号的装置(504)，用于对接收的测试信息执行显示该信息是否被识别的信息测量的装置(510)，以及用于根据在一预定的时间期上执行的该测量而确定在此时传输质量的装置(510)。

10.根据权利要求9的装置，其特征在于，该装置(504)经传输路径连续地传送预先已知的话音信息，以及在装置(510)中执行语音识别。

11.根据权利要求9的装置，其特征在于，该装置(504)经传输路径连续地传送预先已知的图像信息，以及在该装置(510)中执行模式识别。

12.根据权利要求9的装置，其特征在于该装置包括，用于在估算信号的质量的基础上改变测试信息符号的装置(502)。

13.根据权利要求9的装置，其特征在于，该装置包括，用于根据预定的标准，存储接收的测试信息的装置(512)。

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