DE60219622T2

DE60219622T2 - Bestimmung der effekte neuer arten von beeinträchtigungen auf die wahrgenommene qualität eines sprachdienstes

Info

Publication number: DE60219622T2
Application number: DE60219622T
Authority: DE
Inventors: William Christopher Dallas HARDY
Original assignee: Worldcom Inc
Current assignee: Verizon Business Global LLC
Priority date: 2001-05-30
Filing date: 2002-05-23
Publication date: 2007-12-27
Anticipated expiration: 2022-05-24
Also published as: DE60219622D1; WO2002098030A1; CA2448563A1; EP1396102A4; JP2004535710A; EP1396102B1; EP1396102A1; ATE360295T1

Description

Diese Anmeldung ist eine Continuation-in-part der U.S. Patentanmeldung Nr. US 2002/0114296 A1, angemeldet am 7. Februar 2001, welche wiederum als eine Continuation-in-part der U.S. Patentanmeldung Nr. US 6,370,120 am 24. Dezember 1998 angemeldet wurde.
Die folgenden gemeinsam abgetretenen U.S.-Patente beschreiben vorangegangene Entwicklungen auf dem betroffenen technischen Gebiet:
GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Telekommunikation und speziell auf ein Verfahren und ein System zur Bewertung der Qualität von packet-switched Sprachsignalen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Telefonverbindungen waren immer schon Gegenstand von Beeinträchtigungen in der Form von Rauschen, Abschwächung, Verzerrung, Nebensignalen und Echo. Derartige Beeinträchtigungen sind besonders bei analogen Abschnitten der Verbindung üblich, wie zum Beispiel entlang einer Teilnehmer-Anmeldung und innerhalb einer Frequenzbereichs-Multiplex-Einrichtung. Eine digitale Übertragung verringert viele dieser Probleme, aber bringt neue Beeinträchtigungen mit sich, wie zum Beispiel Quantisierungsgeräusche oder Störimpulse. Selbst wenn für Fernverbindungen eine perfekte digitale Übertragung verwendet wird, beinhaltet eine typische Telefonverbindung viele analoge Komponenten, wie zum Beispiel Gabelschaltungen, bei denen Beeinträchtigungen auftreten können.
Eine schlechte Verbindung oder ein nicht funktionierendes Teil der Ausstattung kann Bedingungen erzeugen, die ein Telefonkunde als störend oder untragbar empfindet, sodass die Verbindung als eine mit einer sehr schlechten Qualität erachtet wird. Wenn es ein häufiges Auftreten von derartigen schlechten Verbindungen gibt, können sich Kunden bei dem Service-Provider oder der Aufsichtsbehörde beschweren, oder einfach den Service-Provider wechseln. Eine empfundene Qualität der Telefonverbindung ist daher ein Hauptfaktor, der die Reputation und Absatzfähigkeit von Fern-Telefon-Dienstleistungen beeinflusst.
Um sich gegen eine schlechte Qualität zu schützen, haben Telefon-Service-Provider Verfahren entwickelt, um objektive Messungen an einer Telefonverbindung, einem Teil der Ausstattung oder selbst bei einer vollständigen Telefonverbindung vorzunehmen. Diese Messungen können dem Service-Provider helfen, Beeinträchtigungen zu erkennen und zu beurteilen, schwache Elemente zu lokalisieren und Defizite zu korrigieren, die die Benutzerwahrnehmung der Qualität verschlechtern.
Viele derartige objektive Messungen sind gut bekannt und im Stand der Technik standardisiert. Empirisch abgeleitete Schwellenwerte ermöglichen es Analysten, auf die Existenz und Schwere der Qualitätsprobleme zu schließen, indem Messungen mit Tabellen mit akzeptablen Werten verglichen werden. Zum Beispiel können Leistungslevel von Testsignalen und leises Kanalrauschen elektronisch gemessen werden. Es ist gut bekannt, dass ein bestimmter Bereich von Signalpegeln einen Telefonempfänger erreichen muss, um eine akzeptable Lautstärke an dessen Hörmuschel zu erzeugen, und dass das „C-gewichtete"-Rauschen wesentlich geringer sein muss als der Signalpegel, um Anwender davon abzuhalten, ein unzumutbares Rauschen an der Hörmuschel zu erfahren. Die Kombination von Signal- und Rauschmessungen für eine bestimmte Verbindung kann verwendet werden, um die Wahrscheinlichkeit zu bestimmen, dass ein Anwender behaupten würde, Probleme mit dem Hören von Sprache durch das Telefon zu haben.
Für jede dieser objektiven Messungen ist der Effekt von Extremwerten in der Benutzerwahrnehmung der Qualität klar, und es gibt grobe Grenzwerte, um Bedingungen, wie „keinen Effekt" und „wesentliche Verschlechterung" zu definieren. Jedoch gibt es für Zwischenwerte und Kombinationen von Beeinträchtigungen grundsätzlich keine klare Aufteilung zwischen Werten, die eine akzeptable und eine nicht akzeptable Verbindungsqualität darstel-len. Sprachklarheit und wahrgenommene Verbindungsqualität hängen von vielen Variablen ab, einschließlich von zum Beispiel Sprachinhalt, Sprecher-Rhythmus, subjektiver Wahrnehmung des Zuhörers und der Gewöhnung des Anwenders an seiner Telefon-Service. Als ein Ergebnis sind die Korrelationen zwischen Werten von objektiven Messungen und einer Wahrnehmung des Anwenders der Verbindungsqualität statistisch, und stellen kombinierte Effekte von unterschiedlichen Arten von Beeinträchtigungen und Variationen ihrer Empfindlichkeit bezüglich der Population dar.
Frühere Arbeiten durch den vorliegenden Erfinder auf diesem Gebiet haben Zuordnungen zwischen objektiven Messungen und wahrgenommener Qualität erzeugt, sodass zum Beispiel, wenn eine vorgegebene Schaltung hinsichtlich von Signalpegel, Rauschen, Verzerrung, Nebensignale und Echo gemessen wird, wobei eine elektronische Messausrüstung verwendet wird, die Zuordnung einen Prozentsatz von Gesprächen voraussagt, die als deutlich beeinträchtigt berichtet werden würden oder als eine schlechte Qualität durch eine Durchschnittsbenutzer-Population wahrgenommen werden würden. Derartige Zuordnungen haben sich als ein leistungsfähiges Mittel bewiesen, um berichtete Beeinträchtigungen zu analysieren und um eine akzeptable Leistung für eine neue Verbindung oder einen Teil der Ausstattung vor dem Einsatz zu beurteilen.
Die Zuordnung wurde erzeugt, indem Telefonschaltungen erzeugt oder gefunden wurden, die unterschiedliche Kombinationen von messbaren Charakteristika aufweisen, und dann gab es eine Population von Anrufern, die Testanrufe durch derartige Telefonleitungen durchgeführt haben, um die Qualität von jedem Anruf subjektiv zu beurteilen. Für jeden Testanruf wurde die Schaltung unter Analyse auf einer Skala von „keine-einige-viele" für jede Beeinträchtigung von Anwendern der Verbindung beurteilt. Diese Beeinträchtigungen beinhalteten Rauschen, Lautstärke, Verzerrung und Echo. Alle der subjektiv beurteilten Beeinträchtigungen waren auf die ausgewählten objektiven Mess-Charakteristika bezogen. Die Statistiken von einer hohen Anzahl von derartigen empirischen Tests mit Beurteilungen von „keine-einige-viele" jeder Charakteristik können auf einen Dienstleistungs-Merkmal-Test (SAT)-Daten bezogen werden, der die Qualität eines Kommunikationsdienstes charakterisiert.
Für jeden des oben beschriebenen Testanrufes stellte jeder Anrufer ebenfalls eine Meinungs-Auswertung bereit, die eine Gesamtbeurteilung der Schaltungsqualität auf einer nummerischen Skala darstellte. Weiter bestimmte ebenfalls jeder Anrufer, ob der Gesamteffekt der Beeinträchtigungen eine folgende Verbindung erbrachte:
unbrauchbar (U; den ganzen Kanal unbrauchbar machend),
schwierig (D; genügend Schwierigkeiten verursachend, um eine Anpassung durch den Sprecher und den Zuhörer zu erfordern),
irritierend (I; störend, aber keine Anpassung durch den Sprecher oder Zuhörer erfordernd),
auffällig (N; gering genug, um ignoriert zu werden), oder
unauffällig (O; keinen Effekt auf die Qualität aufweisend).
Der Prozentsatz von Anrufen oder Verbindungen, die irgendeine der ersten drei Antworten (unbrauchbar, schwierig oder irritierend) auslösen können, wird der P(UDI) genannt. Der P(UDI) ist von besonderem Interesse, um Service-Providern als Maßstab zur Kundenzufriedenheit zu dienen, da es sich gezeigt hat, dass eine allgemeine Zufriedenheit steigt, wenn der P(UDI) steigt, ungeachtet einer mittleren Meinungsauswertung.
Eine Analyse von empirischen Daten, die Anwenderberichte von Beeinträchtigungen und Qualitätswahrnehmungen beinhalten, unterstützen zusammen mit Anwender-Berichten von Beeinträchtigungen, die in Verbindung mit objektiven Messungen von Verbindungs-Charakteristika erhalten werden, eine zweistufige Entwicklung eines Mittels, um eine Anwenderwahrnehmung von Qualität von objektiven Messungen vorauszusagen. Zuerst wurde ein Modell erzeugt, welches eine Vorhersage von P(UDI) und einer mittleren Meinungs-Wertung als eine Funktion eines Prozentsatzes von Anrufern mit jeder der möglichen Kombinationen von „keine", „einige" und „viele" (N, S, M) Bedingungen, die für jede der Beeinträchtigungen berichtet wurden, unterstützt. Dann wurden objektive Messungen mit Anwenderberichten von Beeinträchtigungen korreliert, um das Verhältnis von N-, S-, M-Bewertungen vorherzusagen, welche wahrscheinlich von Anwendern als eine Funktion der objektiven Messungen berichtet werden. Aus diesen zwei Elementen war es anschließend möglich, Messungen der objektiven Charakteristika für Verbindungen zu entnehmen und den Satz von erhaltenen Messungen in Berechnungen von wahrscheinlichen Anwenderwahrnehmungen der Qualität zu übertragen, wie durch das P(UDI) deutlich gemacht wurde, und eine mittlere Meinungs-Wertung.
Obwohl traditionelle leitungsvermittelte Telefonnetzwerke durch einen derartigen Ansatz intensiv charakterisiert wurden, hat der derzeitige Trend hin zum packet-switched Fernsprechwesen (Internet-Fernsprechwesen) einen Bedarf erzeugt, um einen Fernsprechwesen-Kanal zu charakterisieren, der Gegenstand für einige neue Beeinträchtigungen ist. Packet switched Netzwerke sind grundsätzlich ungeeignet, um sicherzustellen, dass eine Übertragungsverzögerung festgelegt wird, oder dass Datenpakete der Reihe nach oder überhaupt ankommen. Dieses Verhalten ist tolerierbar zum Übertragen von Datendateien und Nachrichten, da Pakete, die ankommen und außerhalb der Ordnung sind, einfach angeordnet werden können und verlorene Pakete nochmals übertragen werden können. Jedoch werden bei dem packet-switched Fernsprechwesen Sprachsignale digitalisiert und codiert und in einen gleichmäßigen Datenfluss von diskreten Paketen codiert. Alle Unterbrechungen oder Verzögerungsvariationen beim Übertragen von Sprach-Datenpaketen können, selbst in der Größenordnung von Millisekunden, die Fähigkeit beeinflussen, das Sprachsignal am Empfängerende zu rekonstruieren. Dieses Problem wird weiter vergrößert, wenn „Codecs" verwendet werden, um das digitalisierte Sprachsignal zu komprimieren oder zu codieren für eine noch effizientere Nutzung der Datenübertragungs-Bandbreite. Wenn ein komplizierter Codec verwendet wird und der Datenfluss ein kritisches Paket verliert, welches zur Rekonstruierung der Sprach-Wellenform erforderlich ist, kann das Ergebnis als eine Leitungsunterbrechung, Sprachstörung, Verzerrung oder ein Summton gehört werden.
Sprache über ein Internet-Protokoll, manchmal mit „VoIP" abgekürzt, bietet viele potenzielle technologische und ökonomische Vorteile. Jedoch wird ein Einsatz von VoIP im großen Umfang durch die Irritation darüber behindert, wie stark VoIP-Übertragung die Wahrnehmung des Anwenders der Sprach-Kanal-Qualität beeinflusst. Für die Unternehmen, die versuchen, aus VoIP Gewinn zu entwickeln und zu erhalten, um mit einer so genannten „Sprachqualität" einer herkömmlichen telefonischen Fernverbindung eines Kommunikationsdienstes zu konkurrieren, besteht ein großes Risiko, dass Anwender die Qualität des Dienstes inakzeptabel finden und dazu zurückkehren, herkömmliche Telefonnetzwerke zu verwenden.
Es gibt einen Bedarf zu bestimmen, welches Auftreten von Paketverzögerung oder Paketverlust beim packet-switched Fernsprechen tolerabel ist, ohne irgendeine wahrgenommene Verschlechterung im Dienst zu verursachen. Das herkömmliche Telefonnetzwerk ist ein etablierter erster Kommunikationsdienst, der durch weitgehende Experimente gut charakterisiert worden ist. Die packet-switched Umgebung kann als ein zweiter Kommunikationsdienst betrachtet werden mit sowohl Ähnlichkeiten als auch Unterschieden zu dem ersten Kommunikationsdienst.
Daher gibt es, da wo die Qualität eines ersten Kommunikationsdienstes gut charakterisiert ist und als akzeptierbar erachtet wird, einen Bedarf, die erforderliche Leistung eines zweiten Kommunikationsdienstes herzustellen, um mit dem ersten Kommunikationsdienst vergleichbar zu sein. Dies ist besonders dort wichtig, wo der zweite Kommunikationsdienst zusätzlichen Beeinträchtigungen ausgesetzt ist, die für den ersten Kommunikationsdienst nicht zutreffen, und wo derartige zusätzliche Beeinträchtigungen in Ernsthaftigkeit und Häufigkeit variieren.
Der notwendige Vergleich des ersten Kommunikationsdienstes mit dem zweiten Kommunikationsdienst kann entsprechend von Verfahren ausgeführt werden, die durch den vorliegenden Erfinder in der U.S. Patentanmeldungs-Veröffentlichung US 2002/0114296 A1 offenbart werden. Angesichts empirischer Daten bezüglich der Effekte von Verlust-Rahmen-Frequenzen und zusätzlicher Verzögerung der Qualität in der Wahrnehmung des Anwenders, lehren die Verfahren, die in früheren Anmeldungen offenbart wurden, das Inbetrachtziehen von vielfachen zusätzlichen Beeinträchtigungen, das Zuweisen der Einflüsse jeder zusätzlichen Beeinträchtigung zu den zusammengesetzten Qualitätsanforderungen und ein Festlegen einer nützlichen An und Weise, die erforderliche Leistung beziehungsweise Performance eines Kommunikationsdienstes auszudrücken, der der Kombination von zusätzlichen Beeinträchtigungen unterworfen ist.
Die erforderlichen Daten, um derartige Vergleiche auszuführen, beinhalten insbesondere die Ergebnisse von Tests, in welchen menschliche Anwender ihre Wahrnehmungen von gestörter Sprache in der Anwesenheit von unterschiedlichen Stufen von Paketverlusten berichten. Da unterschiedliche Codecs und Paketübertragungsprotokolle in ihrem Verhalten und ihrer Anfälligkeit bezüglich Paketverlusten variieren, würde eine Anwendung dieses Ansatzes kontrollierte Tests für jede der Myriaden möglicher Kombinationen von Codecs und Paketübertragungsprotokollen bedingen, die bei unterschiedlichen packet-switched Sprachdiensten eingesetzt werden könnten.
Um zu vermeiden, dass eine große Anzahl von subjektiven Tests ausgeführt werden muss, ist es wünschenswert, die Effekte von abgezweigten Paketen oder neuen Quellen von Rauschen bei einem Kommunikationsdienst genau zu bestimmen, der mit einem neu entwickelten Protokoll eingeführt wird, ohne zunächst die subjektiven Tests der Sprachqualität unter diesem Protokoll aufzusetzen und durchzuführen.
Es ist weiter wünschenswert, dies soweit wie möglich auf eine Art und Weise zu erreichen, die sich immer noch auf etablierte Statistiken von Beeinträchtigungen verlassen kann, die sowohl für den ersten Kommunikationsdienst als auch den zweiten Kommunikationsdienst gemeinsam sind, sodass Kenntnisse des ersten Kommunikationsdienstes beträchtliche Zeit und Aufwand ersparen können, indem eine akzeptable Leistung des zweiten Kommunikationsdienstes bestimmt wird.
Verfahren und Systeme zur Auswahl der Signalqualität sind im Stand der Technik bekannt:
ITU-T G.107 05/2000 E-Modell offenbart ein Rechenmodell, um die kombinierte Variation von verschiedenen Übertragungsparametern auszuwählen, die die Sprachqualität beeinflussen.
EP 1 079 573 A2 offenbart die Auswahl von Signalqualität, basierend auf vorher festgelegten Beziehungen zwischen Übertragungsparametern.
ZUSAMMENFASSUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, um die Effekte einer Gütecharakteristik im Kontext von einem bestimmten Codec und Übertragungsprotokollen zu berechnen, ohne zusätzliche subjektive Messungen für jeden derartigen Kontext ausführen zu müssen.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht allgemein eine Technik, die in einer früheren Offenbarung beschrieben wurde, um zu bestimmen, welcher Gütegrad von einem zweiten Kommunikationsdienst aufrechterhalten werden muss, um mit derselben Qualität eines ersten Kommunikationsdienstes wahrgenommen zu werden, insbesondere dort, wo der zweite Kommunikationsdienst zusätzlichen Beeinträchtigungen ausgesetzt ist, die von dem ersten Kommunikationsdienst nicht erfahren werden. Dies ist zum Beispiel dafür nützlich, um zu bestimmen, welche Kombinationen von Paketverlust und Paketverzögerung tolerierbar sind, wo gewünscht wird, dass ein packet-switched Fernsprechdienst als im Wesentlichen äquivalent zur Sprachqualität einer herkömmlichen nicht-packet-switched telefonisch Fernverbindung wahrgenommen wird. Die Güte-Anforderungen für den zweiten Kommunikationsdienst werden im Hinblick auf objektiv messbare Charakteristika ausgedrückt. Ferner in den Fällen, in den Codecs in Verbindung mit dem packet-switched Transport verwendet werden, ermöglicht die vorliegende Erfindung das Charakterisieren der Güte des zweiten Kommunikationsdienstes im Kontext eines bestimmten Codec-Schemas.
Wie in der U.S. Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. US 2002/0114296A1 beschrieben ist, wird die Qualität eines Kommunikationsdienstes durch messbare Gütecharakte ristika bestimmt, welche durch Anwendung geeigneter Modelle verwendet werden können, um Qualitäts-Indizes zu prognostizieren. Diese Qualitäts-Indizes, wie zum Beispiel Mean Opinion Score Mittlere Meinungs-Wertung (MOS) und P(UDI) fassen die Qualität des Kommunikationsdienstes zusammen, wie der Dienst im Mittel von den Anwendern wahrgenommen wird. Diese frühere Offenlegung stellt eine Technik bereit, bei welcher ein zweiter Kommunikationsdienst wahrnehmungsmäßig als Äquivalent zu einem ersten Kommunikationsdienst angenommen werden kann, wenn der Mean Opinion Score des zweiten Dienstes von dem des ersten Dienstes um weniger als einen bestimmten Betrag abweicht. Zum Beispiel wurde herausgefunden, dass dort, wo die Mean Opinion Scores auf einer Skala von 0.0 bis 4.0 liegen, wenn sich der MOS des zweiten Dienstes innerhalb von 0.2 Einheiten des ersten Dienstes befindet, dann der zweite Dienst als im Wesentlichen von derselben Qualität wie der erste Dienst wahrgenommen wird. Mit anderen Worten ist der Unterschied von 0.2 in einem derartigen Fall nicht wahrnehmbar. Die oben angegebene Offenlegung lehrt weiter, dass der P(UDI) eines Dienstes ebenfalls bei weniger als 0.06 aufrechterhalten werden muss, damit ein Dienst für Anwender akzeptabel ist, unabhängig von irgendwelchen anderen Faktoren. Auf diese Weise wurde in einem Fall herausgefunden, dass der MOS eines zweiten Kommunikationsdienstes innerhalb von 0.2 Punkten von dem eines akzeptierten ersten Kommunikationsdienstes aufrechterhalten werden muss und dass der P(UDI) des zweiten Dienstes bei weniger als 0.06 aufrechterhalten werden muss, wobei alle Beeinträchtigungen berücksichtigt werden.
Dort, wo ein zweiter Kommunikationsdienst in Bezug auf einen ersten Kommunikationsdienst bewertet wird, und wo der zweite Kommunikationsdienst zusätzlichen Beeinträchtigungseffekten ausgesetzt wird, kann die Qualität des zweiten Kommunikationsdienstes größtenteils basierend auf den existierenden Daten für den ersten Kommunikationsdienst bestimmt werden. Dies ist ein wesentlicher Vorteil, da derartige Originaldaten nützliche Daten von tausenden von Testanrufen umfassen können. In Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Erfindung können viele der vorexistierenden Daten in Bezug auf den ersten Kommunikationsdienst modifiziert werden, um den Einfluss der zusätzlichen Beeinträchtigungen im Kontext des zweiten Kommunikationsdienstes zu reflektieren. Dieser Aspekt vermeidet die Notwendigkeit, große Anzahlen von empirischen oder subjektiven Experimenten zu wiederholen, um den zweiten Kommunikationsdienst zu charakterisieren.
Die vorliegende Erfindung erweitert den Wert von dieser früher offengelegten Technik, um die Notwendigkeit zu vermeiden, subjektive Tests für jede mögliche Kombination von Codec-Typen und Übertragungsprotokollen zu wiederholen, die auftreten können. Die vorliegende Erfindung tut dies, indem existierende Daten und Wissen verwendet werden, wie eine vorgegebene Güte grundsätzlich bestimmte Qualitäts-Indizes beeinflusst.
In Übereinstimmung mit einer bevorzugten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Paketverlust in einem packet-switched Netzwerk, basierend auf seiner Erscheinung, als eine Form von Sprachverzerrung betrachtet, die die Wahrscheinlichkeit erhöhen wird, dass ein Anwender „einige" oder „viel" Sprachverzerrung wahrnehmen wird, die auftritt, wenn es keine ausgelassenen Pakete gibt. Da die Ernsthaftigkeit von Sprachverzerrung sowohl davon abhängen kann, welches Codec-Schema und Übertragungsprotokoll eingesetzt werden, als auch von der Rate fehlernder Pakete, wird eine Technik gelehrt, bei welcher die Effekte von Paketverlusten bei wahrgenommener Sprachverzerrung aus Daten geschätzt wird, die in der operativen Umgebung gesammelt werden. In Übereinstimmung mit dieser Technik wird das Verhältnis, das Daten aufgrund der Qualität abwesender ausgelassener Pakete umwandelt, um weitere Effekte des Paketverlustes zu reflektieren, aus Beispielen von Messungen der objektiven Charakteristika abgeleitet, welche verwendet werden, um MOS für einen ersten Kommunikationsdienst zu bestimmen, bei welchem es keine Möglichkeit für ausgelassene Pakete gibt. Da die objektiven Messungen gesampelt werden, werden gleichzeitige Messungen von tatsächlichen Raten ausgelassener Pakete, mit jedem Sample verbunden, oder von mittleren Raten ausgelassener Pakete über Zeitintervalle, in welchen verschiedene Beispiele genommen werden, aufgezeichnet, um den Systemstatus in Bezug auf die ausgelassenen zweiten Pakete darzustellen. Diese komplementären Messungen von Paket-Verlustraten werden dann verwendet, um objektive Messungen in getrennten Sätzen zu organisieren, wobei jeder Daten umfasst, die einer bestimmten einer von unterschiedlichen Raten von ausgelassenen Paketen, die gemessen wurden, zugeordnet ist.
Derartige objektive Messungen können zum Beispiel Messungen der Sprachleistung oder des Sprachverlustes umfassen, C-Message-Rauschen, Echoverlust und Echolaufzeit und Sprachverzerrung (wie zum Beispiel Sprachverzerrung, die durch die Technik gemessen wird, die in der U.S.-Patentanmeldungs-Veröffentlichung Nr. US 2002/0097840A1 gelehrt wird), über die operativen Verbindungen, die beeinflusst wären, wenn das System eine x%-Rate ausgelassener Pakete als eine Zustandsvariable berichtet. Diese Messungen können dann in Gruppen klassifiziert werden, die verschiedene Schichten von Raten ausgelassener Pakete repräsentieren. Derartige Klassen würden notwendigerweise eine große Anzahl von Messungen beinhalten, die erfolgen, wenn x 0 oder sehr dicht an 0 wäre.
Aus diesen Daten wird dann das notwendige Modell für die Effekte von Raten ausgelassener Rahmen auf die wahrgenommene Qualität des Dienstes entwickelt, indem die Beziehung zwischen den repräsentativen Werten von x für die unterschiedlichen Schichten und MOS[x] der entsprechende Wert des Mean Opinion Scores, welcher aus den Kein/Einige/Viel-Daten erzeugt wird, indem angenommen wird, dass die NSM-Verteilung für Sprachverzerrung eine Faltung von NSM[0] ist, die die Interpretation der Sprachverzerrungsdaten für das Set von Messungen darstellt, in welchem die Raten ausgelassener Rahmen vernachlässigbar waren, und NSM[x] einige noch unbestimmte Fälle von Sprachverzerrung, die aus ausgelassene Rahmen resultieren, die in die mit x bezeichnete Schicht verteilt wurden, maximiert werden.
Die vorliegende Erfindung umfasst eine Methodik, bei welcher die unbekannte NSM[x] folgendermaßen ermittelt wird: Man nimmt ein Modell für NSM als eine Funktion von x an; lässt einen Satz von Berechnungen von MOS[x] unter diesem Modell laufen; prüft die Beziehung zwischen den Sätzen von Werten {x} und {MOS[x]}; und iteriert diesen Prozess, um eine Gradientensuche auszuführen, um ein Modell auszuwählen, das einen negativen Korrelationskoeffizienten mit absolutem Wert nahe bei 1 erzeugt.
Die Techniken der vorliegenden Erfindung erlauben somit strukturierte objektive Messungen in der operativen Umgebung, die anstelle von subjektiven Tests verwendet werden können, um den Einfluss von ausgelassenen Paketen auf das Gesamtauftreten von Berichten von „Kein", „Einige" und „Viel" für Sprachverzerrung zu bestimmen, und auf diese Weise ein Modell zu erzeugen, um MOS abzuschätzen, in welchem die geschätzten MOS-Werte mit der Größe der Rate ausgelassener Pakete direkt und konsistent variieren. Dies erhöht die Ausdehnbarkeit und Einfachheit der Kalibrierung der Methode außerordentlich, die in US 6,370,120 gelehrt wurde, in Bezug auf ungetestete Anordnungen, in Bezug auf Codec und Übertragungsprotokoll. Die vorliegende Erfindung kann auf eine Vielzahl von Arten verwendet werden. Zum Beispiel kann ein Telefonsystem oder ein Abschnitt eines Telefonsystems (z.B. eine Leitung oder ein Ausrüstungsteil) getestet werden, bevor es kommerziell verwendet wird. Bei einer anderen Anwendung speichert und analysiert eine Workstation objektive Messungen. Diese Workstation kann von einem Ingenieur verwendet werden, der eine Störung in einem Netzwerk sucht, oder einem Vertriebs-Ingenieur, der Qualitäten von verschiedenen Optionen vergleicht. Die vorliegende Erfindung könnte ebenfalls in einem automatischen Echtzeit-Steuerungssystem für Kommunikationsnetzwerke verwendet werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung als auch weitere Merkmale und Vorteile hiervon können besser verstanden werden, beim Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung einer beispielhaften Ausführungsform in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen, für welche Folgendes gilt:
1a und 1b sind Beispiele für zwei Kommunikationsnetzwerke, die die vorliegende Erfindung verwenden können;
2 ist eine graphische Beschreibung, wie objektive und subjektive Messungen bei einem Kommunikationsdienst verarbeitet werden können, um die Güte zu bestimmen, die für ein zweites Kommunikationsnetzwerk erforderlich ist, welches so wahrgenommen wird, dass es im Wesentlichen eine Qualität aufweist, die äquivalent zu der eines ersten Kommunikationsnetzwerkes ist;
3a–3c sind Wellenformen, die den Effekt von Paketverlusten bei einem Sprachsignal in Form von Paketen veranschaulichen;
4 ist ein Blockdiagramm eines Kommunikationsnetzwerkes, das ein Qualitäts-Steuerungssystem der vorliegenden Erfindung beinhaltet;
5 ist ein Blockdiagramm eines Apparates, der verwendet werden kann, um einen Kommunikationskanal zu bewerten;
6 ist ein Flussdiagramm eines Prozesses, um bei einem zweiten Kommunikationsdienst das maximale Verhältnis von Kommunikation zu bestimmen, die einem gegebenen Paketverlust und Paketverlustrate unterliegen, und noch als im Wesentlichen von derselben Qualität wie ein erster Kommunikationsdienst wahrgenommen werden;
7 ist ein Flussdiagramm eines Prozesses, bei welchem Dienstattribut-Testdaten umgewandelt werden können, um die Anwesenheit einer gegebenen Paketverlustrate wiederzugeben;
8 ist eine Kurve, die den Effekt von Paketverzögerungen bei Auftreten von Anwender-Beschwerden für einen Kommunikationsdienst darstellt;
9 ist ein Blockdiagramm eines Apparates, um die Effekte von Paketverlustraten bei wahrgenommenen Verzerrungen abzuschätzen;
10 ist ein Flussdiagramm eines Prozesses, bei welchem für einen gegebenen Codec-Typen und ein gegebenes Übertragungsprotokoll eine Beziehung zwischen Paketverlustrate und wahrgenommener Verzerrung, ausschließlich basierend auf objektiven Messun gen, bestimmt werden kann, in Übereinstimmung mit einer bevorzugten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Das Erstellen und Verwenden von verschiedenen Ausführungsformen wird unten im Detail behandelt. Jedoch sollte verstanden werden, dass die vorliegende Erfindung viele anwendbare erfinderische Konzepte bereitstellt, die in einer breiten Vielfalt von speziellen Zusammenhängen ausgeführt werden können. Die speziellen behandelten Ausführungsformen sind lediglich für spezielle Arten und Weisen veranschaulichend, um die Erfindung zu erstellen und zu verwenden, und begrenzen den Geltungsbereich der Erfindung nicht.
Bei einem Aspekt erlaubt die vorliegende Erfindung eine Korrelation zwischen objektiven Messungen und wahrgenommener Qualität im Zusammenhang eines packetswitched Kommunikationsdienstes. 1a und 1b veranschaulichen Blockdiagramme von zwei Beispielen von Kommunikationsnetzwerken, bei welchen die vorliegende Erfindung verwendet werden kann. Zuerst Bezug nehmend auf 1a beinhaltet ein hybrides Telefonnetzwerk 10 sowohl leitungsvermittelte Netzwerkabschnitte 14 und 22 als auch einen packetswitched Netzwerkabschnitt 18. Um das hybride Telefonnetzwerk 10 zu verwenden, beginnt ein Ausgangs-Telefon 12 einen Anruf mit dem leitungsvermittelten Netzwerk 14. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist das Ausgangs-Telefon 12 ein gewöhnliches Telefon und das leitungsvermittelte Netzwerk 14 ist das öffentlich vermittelte Telefonnetzwerk (PSTN). Die vorliegende Erfindung ist jedoch gleichermaßen anwendbar, um mit proprietärer Ausrüstung und privaten Netzwerken verwendet zu werden.
Ein leitungsvermitteltes Netzwerk 14 führt den Anruf zu einem Gateway 16, manchmal als Internet-Fernsprech-Gateway (ITG) bezeichnet. Ein Gateway 16 wandelt die leitungsvermittelten Telefonsignale in Pakete um, die mit dem packet-switched Netzwerk 18 kompatibel sind. Obwohl viele Protokolle verwendet werden können, verwenden gewöhnliche Netzwerke, die packet-switched Sprache übertragen, ein Internet-Protokoll (IP). Ein Gateway 16 wird ebenfalls Zugriff auf ein Verzeichnis von Adressen (nicht gezeigt) haben (z.B. IP-Adressen für ein IP-basiertes Netzwerk). Indem dieses Verzeichnis verwendet wird, adressiert ein Gateway 16 die Pakete an ein entsprechendes Ausgangs-Gateway 20.
Die Sprachsignale werden dann durch ein packet-switched Netzwerk 18 vom Gateway 16 zum Gateway 20 befördert. Ein paketvermitteltes Netzwerk 18, manchmal als ein konvergiertes Netzwerk bezeichnet, verbindet unterschiedliche Typen von Medien, wie zum Beispiel Sprachanrufe, Daten und Video-Datenketten auf einer einzigen Leitung. Alle diese unterschiedlichen Medien werden in diskrete Blöcke von Daten oder Paketen aufgeteilt. Wie oben erwähnt, kann ein paketvermitteltes Netzwerk 18 ein IP-basiertes Netzwerk sein.
Ein Beispiel für ein IP-basiertes Netzwerk ist das öffentliche Internet. In diesem Zusammenhang wird das „Internet" (groß „I") oder öffentliche Internet verwendet, um die weltweite Sammlung von zusammengeschalteten Netzwerken zu bezeichnen, die ein Internet-Protokoll (IP) verwendet, um eine große Anzahl von physikalischen Netzwerken in einem einzigen logischen Netzwerk zu verbinden. Physikalisch ist das Internet ein riesiges globales Netzwerk, welches sich über fast 100 Länder erstreckt und eine große Anzahl von akademischen, kommerziellen, öffentlichen und militärischen Netzwerken umfasst.
Ein packet-switched Netzwerk 18 kann sowohl andere IP-basierte Netzwerke als auch andere Kommunikationsnetzwerke umfassen. Zum Beispiel kann ein paketvermitteltes Netzwerk 18 ein Internet umfassen, welches nicht mit dem öffentlichen Internet verbunden ist. In diesem Zusammenhang bedeutet ein „internet" (Kleinbuchstabe „i") jede Sammlung von getrennten physikalischen Netzwerken, die durch ein gemeinsames Protokoll verbunden sind, um ein einziges logisches Netzwerk auszubilden. Ein internet würde vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, ein Internet-Protokoll verwenden. Ein internet, das einer einzelnen Einheit gehört, wird manchmal als ein Intranet oder virtuelles privates Netzwerk bezeichnet. Netzwerk 18 kann ein Intranet umfassen, welches mit dem Internet verbunden ist oder nicht.
Zur endgültigen Bereitstellung wandelt ein Gateway 20 die Pakete zurück in ein Format, das mit einem leitungsvermittelten Netzwerk 22 kompatibel ist. Wie vorher ist bei der bevorzugten Ausführungsform ein leitungsvermitteltes Netzwerk 22 das PSTN. Mit anderen Worten können ein leitungsvermitteltes Netzwerk 14 und ein leistungsvermitteltes Netzwerk 22 zwei Abschnitte desselben Netzwerks sein, zum Beispiel in zwei unterschiedlichen Teilen des Landes oder der Welt. Der Telefonanruf kann dann zum empfangenden Telefon 24 geführt werden.
Das Telekommunikationsnetzwerk von 1b ist ähnlich zu dem von 1a, außer dass es ein durchgehendes packet-switched Netzwerk ist. In diesem Fall kann das Ausgangs-Telefon 12' paketvermittelte Signale erzeugen und diese direkt dem packetswitched Netzwerk 18' bereitstellen. Bei dieser Ausführungsform können die Pakete entweder durch ein Telefon 12' oder durch eine Ausrüstung (nicht gezeigt) erzeugt werden, die relativ nahe bei einem Telefon 12' ist, zum Beispiel im selben Gebäude. Der Anruf wird durch ein packet-switched Netzwerk 18' zum empfangenden Telefon 24' geführt.
Weitere Details zu Hybrid- und durchgehenden packet-switched Netzwerken ist in dem veröffentlichten Patent US 5,706,248 , angemeldet am 18. November 1996 (Anwalts-Registrier-Nr. VON-96-001), bereitgestellt.
2 beschreibt die Art und Weise, in welcher Daten aus objektiven und subjektiven Messungen eines Kommunikationsdienstes in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verarbeitet werden können. In 2 umfasst ein Datenflussdiagramm 200 objektive Messungen 212, welche verwendet werden können, um wahrgenommene Beeinträchtigungen 216 durch die Anwendung der Umwandlung 214 abzuleiten. Objektive Messungen 212 umfassen Signal-Leistung (PWR), C-gewichtetes Rauschen (NSE), Echolaufzeit (EPD), Echolaufverlust (EPL) und Wellenformverzerrung (DST). Stärken der Messungen 216 werden subjektive Beurteilungen von angenommenen Beeinträchtigungen beeinflussen, und zwar geringe Lautstärke (LV), Rauschen (NS), Echo (EC) und Sprachverzerrung (SD). Es ist anzumerken, dass unterschiedliche Kombinationen von objektiven Messungen 212 verschiedene der subjektiv bewerteten Beeinträchtigungen 216 beeinflussen werden. Wie vorher hierin beschrieben, ermöglichen empirische Experimente unter variierenden Bedingungen von Signalleistungen, Rauschlevel, etc. eine Umwandlung 214, die aufgebaut werden soll, welche die Beeinträchtigungen 216 genau vorhersagt, die als Antwort auf eine beliebige Kombination von objektiven Messungen 212 berichtet wird. Eine Art und Weise, auf die eine Umwandlung 214 durch empirische Experimente hergestellt werden kann, wird hierin später kurz beschrieben und im U.S.-Patent Nr. US 6,370,120 , und eine Art und Weise, auf die empirische Daten in zwei Exponentialfunktionen erhalten und dargestellt werden können, wird in der U.S.-Patentanmeldungs-Veröffentlichung Nr. 2002/0097846 detailliert.
Es ist zu beachten, dass eine Umwandlung 214 objektiven Messungen Beeinträchtigungen zuordnet, unabhängig von dem aktuellen Mechanismus des gewählten Signaltransportes. Jeder Kommunikationsdienst, der eine bestimmte Kombination von Signal- und Rauschpegel und andere Charakteristiken aufweist, wird durch Zuhörer ähnlich bewertet, unabhängig davon, ob das Signal tatsächlich Radiosignale, PCM-Codecs, eine Langstrecken-TDM-Ausrüstung oder ein paketvermitteltes Datennetzwerk durchläuft.
Da, wo die Qualität eines bestimmten Kommunikationsdienstes gemessen werden soll, können viele Sätze von objektiven Messungen 212 aufgezeichnet werden. Jeder Satz von Messungen wird dann in einen Satz von Beeinträchtigungen 216 umgewandelt, indem die Umwandlung 214 verwendet wird. Ein Satz von Beeinträchtigungen 216 kann die vier Beein trächtigungen LV, NS, EC und SD umfassen, wobei jeder) bezüglich keine, einige oder viel bewertet wird. Es ist jedenfalls möglich, direkt subjektive Messungen von Beeinträchtigungen 216 von einem Kommunikationsdienst zu sammeln, indem Testanrufe durchgeführt werden, obwohl diese Praxis mühsam und nachteilig ist, wo eine Umwandlung 214 schon gut eingeführt ist.
Ein Messungssatz 210 kann objektive Messungen 212 umfassen, die in einen Satz von Beeinträchtigungen 216 umgewandelt wurden, oder kann einen Satz von subjektiv bewerteten Beeinträchtigungen 216 umfassen, direkt durch einen Kommunikationsdienst aus Testdaten erhalten. Eine große Anzahl von Messungssets 210 können in Bezug auf gegebene Kommunikationsdienste genannt werden, um Dienst-Attribut-Test (SAT)-Daten 220 für den Dienst zu vergleichen. Wie in der U.S. Patent-Nr. US 6,370,120 beschrieben wird, können die SAT-Daten 220 für einen gegebenen Kommunikationsdienst mit einer Wirkungsmatrix 260 gefaltet werden, um eine Abschätzung einer durchschnittlichen Meinungsbewertung und P(UDI) für diesen Dienst abzuschätzen. In einer ähnlichen Art und Weise wie Umwandlung 214, ist eine Wirkungsmatrix 260 ein Vorhersagemodell, das aus einer großen Anzahl von empirischen Beobachtungen aufgebaut werden kann, um berichtete Beeinträchtigungen mit gesamten MOS- und P(UDI)-Werten zu korrelieren.
In Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfahren SAT-Daten 220 eine weitere Bearbeitung, bevor sie mit einer Wirkungsmatrix 260 gefaltet werden. Eine Paketverlustrate (PLR)-Umwandlung 222 wird, basierend auf einer angenommenen Paketverlustrate 224, angewendet. Wie unten im weiteren Detail beschrieben wird, verteilt eine Umwandlung 222 innerhalb von SAT-Daten 220 die Berichtanteile verschiedener Kombinationen von Beeinträchtigungen neu. Im Wesentlichen wird das Berichten der Sprachverzerrungs-Beeinträchtigungen in Bezug darauf erhöht, wie viel Paketverlust auftaucht. Eine Umwandlung 222 stützt sich auf eine Funktion 226, die sich auf Berichte von Sprachverzerrung gegenüber einer Verlustrate bezieht, wenn alle anderen Beeinträchtigungen vernachlässigbar sind. Das Ergebnis einer Umwandlung 222 sind umgewandelte SAT-Daten 230, die die Güte eines Kommunikationsdienstes reflektieren, welcher unter einem Level einer Paketverlustrate in Verbindung mit welchen anderen Beeinträchtigungen auch immer, die anwesend waren, leidet, die in SAT-Daten 220 vor einer PLR-Umwandlung 222 vorhanden waren.
Umgewandelte SAT-Daten 230 würden dann mit einer Wirkungsmatrix 260 gefaltet, wie durch einen Faltungs-Verarbeitungsblock 232 dargestellt wird. Das Ergebnis ist ein geschätzter Satz von MOS und P(UDI)-Werten 240, welche die Paketverlustrate 224 in Betracht ziehen, welche vorher als eine Eingabe bereitgestellt wurde.
Als nächstes werden die Effekte von Paketverzögerung auf das P(UDI) angewendet. Eine Paketverzögerung 244 wird als Eingabe bereitgestellt und, wie durch einen Verarbeitungsblock 242 dargestellt, werden die Effekte von Paketverzögerung auf P(UDI) berechnet und auf das P(UDI) angewendet. Man kann generell sagen, dass, je größer die Paketverzögerung, desto mehr wird das P(UDI) erhöht. Es wurde experimentell durch den vorliegenden Erfinder bestimmt, dass eine Paketverzögerung das P(UDI) unabhängig von anderen Beeinträchtigungen beeinflusst. Daher reicht es, die Auswirkungen einer Paketverzögerung anzuwenden, nachdem alle anderen Beeinträchtigungen berücksichtigt wurden, und dies zu tun, ohne die Entwicklung einer Umwandlung 214 oder Wirkungsmatrix 260 zu wiederholen.
Nachdem eine Paketverzögerung in Block 242 berücksichtigt wurde, ist das Ergebnis das zusammengesetzte MOS und P(UDI) für den Kommunikationsdienst, sowohl mit einer gegebenen Paketverzögerung als auch einer Paketverlustrate, die dargestellt werden.
Die vorliegende Erfindung gehört zu einem Verfahren der Verwendung von SAT-Daten 220, um die Funktion 226 zu erzeugen, welche die Effekte von Raten ausgelassener Pakete auf eine Wahrnehmung einer Sprachverzerrung beschreibt, und wird in größerem Detail in Verbindung mit 10 beschrieben.
In Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform gehören SAT-Daten zu einem ersten Kommunikationsdienst, nämlich einer Telefonverbindung mit einer Sprachqualität einer herkömmlichen Fernverbindung. Es wird angenommen, dass in Bezug auf die Leistung, Rauschen, Echo und Wellenformverzerrung die Güte eines paketvermittelten Dienstes vergleichbar zu oder besser als eine optimale Telefonverbindung sein wird. Zum Zwecke einer konservativen Abschätzung einer erforderlichen Güte für einen zweiten Kommunikationsdienst, wird angenommen, dass der zweite Kommunikationsdienst mit der Qualität des ersten Kommunikationsdienstes übereinstimmt. In dem Fall eines paketvermittelten versus eines leitungsvermittelten Fernsprechens ist dies eine vernünftige Annahme, da, wie früher beschrieben, ein Kommunikationssystem, welches auf einer paketvermittelten Beförderung basiert, einiges an analoger Ausrüstung an manchem Punkt umfasst, und Gegenstand von vielen derselben Beeinträchtigungen wie eine herkömmliche analoge Telefonverbindung ist.
Es ist zu beachten, dass 2 bereitgestellt wird, um das Zusammenwirken zwischen verschiedenen Teilen von Informationen in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform zu beschreiben. Der aktuelle Prozessschritt, in welchem auf Daten eingewirkt wird, wird in Verbindung mit 6 und 7 unten beschrieben.
Jedes der objektiv messbaren Charakteristika führt zu einer Erscheinungsform in der wahrgenommenen Qualität des Sprachsignals. Tabelle 1 stellt eine Aufstellung von einigen Erscheinungsformen entsprechend ausgewählten messbaren Charakteristika bereit. Andere Charakteristika könnten ebenfalls oder alternativ verwendet werden.
Tabelle 1
Der Grad bzw. Pegel für jede objektive Charakteristik wird in einen erwarteten Prozentsatz der Population umgewandelt, die die Erscheinungsform in einer aus einer Anzahl von subjektiven Quantifizierungen kategorisieren würde. Unterschiedliche Erscheinungsformen (oder Qualitätscharakteristika) können unterschiedliche Anzahlen von subjektiven Quantifizierungen aufweisen. Zum Beispiel sind bei der bevorzugten Ausführungsform drei subjektive Quantifizierungskategorien – keine, einige und viele – für jede Qualitätscharakteristik definiert. Es werden dann Testpersonen angewiesen, die die Anwesenheit von einer Beeinträchtigung als „keine", wenn sie nicht vorhanden ist, „viel", wenn sie vorhanden und deutlich wahrnehmbar ist und ansonsten als „einige" zu bewerten.
Es werden dann subjektive Beurteiler verwendet, um die Korrelation zwischen objektiven Messungen und keine-einige-viele-Beurteilungen zu bestimmen. Typischerweise werden eine große Anzahl von Beurteilern (z.B. 44 Leute oder mehr) verwendet, um das System zu beurteilen. Diese subjektiven Beurteiler hören Testnachrichten und beurteilen den Effekt der objektiven Charakteristik auf die Erscheinungsform. Zum Beispiel wird ein Beurteiler auf ein Testsignal oder eine Serie von Testsignalen mit variierendem Signalrauschen (eine objektive Charakteristik) hören, und dann das Signal als „keinen", „einigen" oder „viel" habend Lärm (eine Qualitätscharakteristik) beschreiben. Dieselben Tests werden für andere objektive Charakteristika ausgeführt, um den wahrgenommenen Effekt auf das Sprachsignal zu bestimmen. Diese Tests können durch Variieren einer Charakteristik für einen Zeitpunkt ausgeführt werden oder durch Variieren von mehr als einer objektiven Charakteristik. Ein Beurteiler wird gewöhnlich ebenfalls gebeten, die Auswirkung auf das Sprachsignal und die Gesamtqualität der Nachricht zu beurteilen.
Es werden dann Beurteilungs-Sprachnachrichten erzeugt, in denen ausgewählte der objektiven Charakteristika variiert werden. Zum Beispiel kann eine erste Beurteilungsnachricht 35dBrnc-Rauschen, –25dB Verlust, Paketverlust bei einer Rate von einem Paket pro Minute, Echoverlust von –25dB und Echoverzögerung von 20 msec aufweisen. Andere Beurteilungsnachrichten würden einen unterschiedlichen Satz von Werten für diese Charakteristika aufweisen. Um eine Unabhängigkeit vom Nachrichteninhalt zu gewährleisten, können verschiedene Nachrichten verwendet werden, die dieselbe Kombination von objektiven Charakteristika aufweisen.
Die Beurteilungs-Sprachnachrichten können vor empirischem Testen erzeugt werden, oder können Echtzeit-Telefongespräche sein. Vorher empfangene Nachrichten sind nützlich, da Parameter im Labor zuvor präzise variiert werden können, und der Inhalt kann konstant gehalten werden. Echtzeitgespräche sind nützlich, da Parteien an jedem Ende den Anruf bewerten können.
Die empirischen Testanrufe werden erfasst und zusammengefasst, um die kombinierten Effekte auf objektive Charakteristika, wie zum Beispiel Rauschen, Signalpegel, Verzerrung und Echo einem wahrgenommenen Qualitätsgrad zuzuordnen. Da diese Zuordnung unabhängig von der zugrundeliegenden Übertragung ist, können zum Beispiel Zahlen von gewöhnlichem analogen Fernsprechen hier ebenfalls angewendet werden. Jedoch wird, wenn die Schaltung unter Test wesentlich von der Schaltung abweicht, die verwendet wird, um die Daten zu erzeugen, zum Beispiel durch Aufweisen einer unterschiedlichen Bandbreite, eine neue Charakterisierung erforderlich.
Die Testdaten können ebenfalls verwendet werden, um ein Mean Opinion Score (MOS) für jede der Kombinationen von subjektiven Quantifizierungen zu entwickeln. Ein Mean Opinion Score stellt die mittlere Auswertung für alle (oder die meisten) subjektiven Beurteiler dar. Zum Beispiel kann ein System verwendet werden, wo das B (schlecht), P (schwach), F (ausreichend), G (gut) und E (ausgezeichnet) jeweils mit 0, 1, 2, 3 und 4 be wertet werden. Entsprechend wäre eine perfekte Wertung 4,0 (zum Beispiel alle Beurteiler stellen eine Beurteilung von „E" oder vier Punkten bereit).
Bei der bevorzugten Ausführungsform wird das BPFGE-bewertete MOS zusammen mit der Wahrscheinlichkeit P(UDI) verwendet, dass die Leitung akzeptabel ist. Die Kombination stellt wertvolle Informationen bereit, weil zum Beispiel, wo ein MOS von 3,6 sehr gut ist und normalerweise angenommen werden könnte, eine Anwender-Zufriedenheit zu garantieren, Studien gezeigt haben, dass sich Anwender trotzdem über eine schlechte Qualität beschweren, wenn der P(UDI) größer als sechs Prozent ist, unabhängig von dem MOS. Daher erfolgen Voraussagen zur Akzeptanz des Gesamtdienstes am besten, indem sowohl MOS als auch P(UDI) betrachtet werden.
Der vorliegende Erfinder hat ermittelt, wenn Sprachsignale über ein paketvermitteltes Netzwerk übertragen werden, dass leichte bis moderate Level von Paketverlust in dem packet – switched Netzwerk die Sprach-Sprachsignale auf eine Art und Weise beeinflussen können, die als eine Sprachverzerrung wahrgenommen werden kann.
Abhängig davon, welcher Typ des Codecs verwendet wird, wenn überhaupt einer, kann Paketverlust zu einem Auftreten von kurzen Ausfällen führen, die verzerrte Wellenformen oder einen so genannten „Triller"-Effekt hervorrufen können. Diese neue Form von Verzerrung kann mit einer objektiven Messung der Rate von Paketverlusten korreliert werden. 3a–3c veranschaulichen ein Beispiel des Effekts vom Paketverlust auf ein Sprachsignal. 3a veranschaulicht ein Sprachsignal mit keinem nennenswerten Paketverlust („keine"). 3b veranschaulicht dasselbe Sprachsignal mit einem Paketverlust bei einer Rate von 5 Paketen/Minute, während 3c das Sprachsignal mit einem Paketverlust bei einer Rate von 15 Paketen/Minute veranschaulicht. Der Effekt dieser drei unterschiedlichen Stufen kann mit der subjektiven Wahrnehmung von Sprachverzerrung in einem Sprachsignal korreliert werden, um zu vermuten, dass, in Abwesenheit von anderen Anzeigen von Sprachverzerrung, fast alle Anwender Sprachverzerrung als „keine" für den Fall von 3a und „viele" für den Fall von 3c berichten werden. Weiteres empirisches Testen wird den Prozentsatz von „keine", „einige" und „viele" Antworten für den Fall von 3b deutlich machen.
Es wird erwartet, dass abhängig von vielen Faktoren, wie zum Beispiel die Ernsthaftigkeit von Paketverlust und die Empfindlichkeit eines gegebenen Codec-Schemas auf einen derartigen Verlust, das Auftreten von Paketverlustraten eine Mischung aus Sprachverzerrung und Ausfall-Effekten verursachen kann. Ernsthafte Ausfall-Effekte können vollständig gesprochene Silben oder Wörter auslöschen. Im Allgemeinen muss, wenn ein Paketverlust so ernst ist, dass er Ausfälle verursacht, die eine Verständlichkeit beeinflussen, das Paketverlust-Problem eindeutig korrigiert werden, und zwar bevor ein Sprachkanal von Fernbindungsqualität eingerichtet werden kann. Das Hauptziel der hierin gelehrten Methode besteht darin, weniger ernste Formen von Verschlechterung zu charakterisieren, bei welchen das Sprachsignal wenigstens verständlich ist. Daher werden Ausfall-Effekte nicht gemessen oder explizit bei der hierin gelehrten exemplarischen Ausführungsform betrachtet.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, eine Beziehung zwischen Paketverlustrate und Verzerrung für einen gegebenen Codec-Typen und Übertragungsprotokoll zu bestimmen, ohne zusätzliche subjektive Messungen auszuführen. Ein Prozess entsprechend der vorliegenden Erfindung ist dargestellt und später in Verbindung mit 10 beschrieben. Trotzdem wird nun 9 dargestellt, um den manuellen Prozess zu beschreiben, den die vorliegende Erfindung vermeidet.
9 der begleitenden Zeichnungen stellt einen Beispiel-Testapparat 900 dar, um Messungen von angenommenen Sprachverzerrungen als eine Funktion der Paketverlustrate, und in Zusammenhang mit einem gegebenen Codec-Schema aufzunehmen. Eine hörbare Toneingabe 901, wie zum Beispiel Sprache, wird am Mikrophon 902 empfangen und in ein analoges elektrisches Signal umgewandelt, welches an einer Verbindung 950 erscheint. Ein Analog/Digital-Wandler 904 samplet die eingehenden analogen Signale in regelmäßigen Zeitintervallen und erzeugt eine digitalisierte Darstellung der momentanen Werte des analogen Signals zu jeder Samplingzeit. Dies führt zu einer Datenkette von digitalen Daten bei der Verbindung 952 als eine digitale Darstellung von Signal 901.
In vielen Fällen wird ein Codec 906 eingesetzt, um die Datenkette von digitalisierten Stichproben zu akzeptieren und diese in eine wechselnde Darstellung umzuwandeln. Codec 906 kann zum Beispiel die gängige G.729A-Codierung einsetzen. Die Codierungs-Funktion von Codec 906 wird typischerweise verwendet, um die digitalisierten Samples in eine kompakte digital codierte Beschreibung umzuwandeln, die es erlaubt, eine Wellenform ohne explizites Befördern jedes digitalisierten Samplepunktes im Wesentlichen zu reproduzieren. Die codierte digitale Darstellung von Codec 906 wird als eine Datenkette von Daten entlang einer Verbindung 954 ausgegeben. Eine Paketschnittstelle 908 teilt die Datenkette von Verbindung 954 in Pakete und liefert die Pakete in ein Datennetzwerk 910, zum Transport zu einer Ziel-Paketschnittstelle 912. So gut wie möglich sammelt eine Ziel-Paketschnittstelle 912 die empfangenen Pakete und stellt eine Datenkette neu zusammen. Idealerweise sollte diese Datenkette, die entlang einer Verbindung 964 vorhanden ist, identisch mit der Datenkette bei Verbindung 954 sein. Jedoch kann aufgrund von Paketverlust innerhalb Netzwerk 910 die Datenkette entlang 964 eine nicht vollständige Kopie der Original-Datenkette sein. Die Datenkette entlang Verbindung 964 wird in Codec 914 eingegeben, deren Decodierungsfunktion. versucht, eine digitale Darstellung von Audio-Eingaben 901 entlang Verbindung 962 zu rekonstruieren. Wenn der Codec und der Paket-Übertragungsmechanismus gut arbeiten, sollte das digitalisierte Signal entlang Verbindung 962 eine ziemlich genaue Wiedergabe des Signals entlang Verbindung 952 sein. Schließlich wird die Datenkette entlang Verbindung 962 einem Digital/Analog-Wandler 916 bereitgestellt, welcher ein wiedergegebenes analoges Signal entlang von Verbindung 960 erbringt. Dieses analoge Signal kann verstärkt und einem Lautsprecher, einer Telefon-Hörmuschel oder einem anderen Typ von Wandler 918 zugeführt werden, um Schallwellen zu erzeugen, die von einem Zuhörer 970 gehört werden, der die kommunizierten Tonsignale hört.
Netzwerk 910 kann ein tatsächliches Paket-Netzwerk oder eine Simulation davon sein. Durch Schalten einer Steuerung über eine Verbindung 968 verursacht eine Test-Steuerung 920, dass eine Paketverlustrate im Netzwerk 910 auftritt. Eine Test-Steuerung 920 sammelt dann Informationen über die wahrgenommenen Störungen des Zuhörers 970 als Antwort auf die Paketverlustrate, die durch die Test-Steuerung 920 aufgezwungen wurde. Nach dem Akkumulieren empirischer Störungsbeobachtungen für viele Stufen von Paketverlustraten wird eine Berichtstabelle erzeugt, welche die Durchschnittsberichte von „keineeinige-viel" Verzerrung versus Verlustrate für das gegebene Codec-Schema, das verwendet wird, zusammenfasst. Test-Steuerung 920 koordiniert das Einstellen von Paketverlustrate und Sammeln von entsprechenden Verzerrungs-Bewertungen. Die Funktion von Test-Steuerung 920 kann in einem automatisierten System enthalten sein, wie zum Beispiel einem Computer oder einer Test-Ausrüstungs-Steuerung, oder kann vereinfacht durch eine menschliche Bedienperson ausgeführt werden, die eine Paketverlustrate einstellt und die subjektiven Beeinträchtigungs-Beobachtungen aufzeichnet.
Obwohl 9 Netzwerk 910 so darstellt, als ob es eine einstellbare Paketverlustrate, gesteuert durch Eingabe entlang Verbindung 968, aufweist, werden Fachleute erkennen, dass es eine Vielzahl von Arten gibt, um Verzerrungs-Daten für verschiedene Paketverlustraten zu erhalten. Netzwerk 910 kann ein bestehendes packet – switched Netzwerk sein, und es können Mittel eingesetzt werden, um das Auftauchen von Paketverlusten zwischen einer sendenden Paket-Schnittstelle 908 und einer empfangenden Paket-Schnittstelle 912 zu messen. Wenn die Last bei Netzwerk 910 auf nahezu volle Kapazität erhöht wird, wird die Paketver lustrate dazu neigen, anzusteigen. Durch Steuern der Last auf dem Netzwerk können verschiedene Paketverlustraten erhalten werden, zusammen mit entsprechenden Verzerrungs-Messungen. Bei einer anderen Variation kann eine Paketverlustrate eines bestehenden Netzwerks einfach als Verkehrs-Volumen-Fluktuation überwacht werden. Über einen ausreichenden Beobachtungszeitraum werden verschiedene Paketverlustraten beobachtet, und die resultierende Verzerrung kann aufgezeichnet werden. Die gemessene Paketverlustrate kann einfach als Eingabe an die Test-Steuerung 920 bereitgestellt werden, sodass subjektive Verzerrungs-Beobachtungen mit dem Auflaufen von bestimmten Paketverlustraten korreliert werden können.
Außer dem Verwenden eines bestehenden Übertragungsnetzwerks zum Einbringen von Paketverlusten, ist es möglich, die Paketumgebung zu simulieren, ohne ein Netzwerk zu verwenden. Ein digitalisiertes Audiosignal, wie es entlang Verbindung 952 vorhanden sein kann, kann in Form eines Datenfiles auf einem Computersystem gespeichert werden. Die Prozesse des Codierens und Decodierens des Signals können durch eine Software ausgeführt werden, die auf das Datenfile wirkt. Paketisierung und Verlust von Paketen kann in ähnlicher Weise durch Software simuliert werden. Die resultierenden Signale können dann analysiert werden oder zu einem D/A-Wandler und Lautsprecher geführt werden, sodass beliebige Wirkungen von Paketverlusten bestimmt werden können. Als eine weitere Echtzeit nähere Alternative kann ein digitaler Signal-Prozessor (DSP) eingesetzt werden, um Codec-Funktionen zu simulieren, und kann verwendet werden, um künstliche Verluste bei unterschiedlichen Raten anzulegen.
Alle diese Techniken laufen darauf hinaus, Verzerrungen bei verschiedenen Paketverlustraten für ein gegebenes Codec-Schema zu charakterisieren. Diese Charakterisierung wird vorzugsweise für eine große Anzahl von unterschiedlichen Zuhörern durchgeführt, und die Ergebnisse werden gemittelt und normalisiert. Tabelle 2 stellt eine Beispielsform dar, um die Charakterisierungsergebnisse auszudrücken.
Tabelle 2 Erwartetes Auftreten und Ernsthaftigkeit von Sprachverzerrung als eine Funktion von Paketverlustraten
Für jeden Wert einer Paketverlustrate in Tabelle 2 werden die relativen Verhältnisse von einer Verzerrung als „keine", „einige" und „viel" ausgedrückt und sollten zusammenaddiert gleich eins sein. Zum Beispiel könnte eine gegebene Codec-Anordnung, die einer mittleren Paketverlustrate von einem Paket pro Sekunde ausgesetzt ist, so dargestellt werden, als ob sie in 45% der empirischen Testfälle keine Verschlechterung aufweist, in 35% der Testfälle einige Verschlechterung aufweist und in 20% der Testfälle viel Verschlechterung auf weist.
Wie später in Verbindung mit 6 und 7 beschrieben, kann das empirisch bestimmte Verhältnis in Tabelle 2 verwendet werden, um einen Hauptteil von SAT-Daten umzuwandeln, um ein Auftreten eines gegebenen Paketverlustes wiederzugegeben.
Die vorliegende Erfindung kann in einer Vielzahl von Zusammenhängen verwendet werden. Zum Beispiel wird bei einer Ausführungsform in Betracht gezogen, die empirischen Experimente zu wiederholen, um neue Wirkungen in dem paketvermittelten Bereich in Betracht zu ziehen, für neue gesprochene Sprachen oder Codier-Schemata, bei welchen einige Beeinträchtigungen einen größeren oder kleineren Effekt aufweisen können, oder für neue Kanal-Bandbreiten.
Zum Beispiel können empirische Testergebnisse für Sprachsignale, die in Englisch gesprochen werden, anders sein als verglichen mit chinesischen. Als ein Ergebnis kann ein Netzwerk in den Vereinigten Staaten anders optimiert werden als eines in China. Wenn ein internationaler Anrufplan konfiguriert wird, könnte der Anwender eine Sprache spezifizieren und Anrufe könnten so geroutet werden, dass die Qualität der Sprache optimiert ist. Diese Spezifikation kann für alle Anrufe sein oder unterschiedliche Optimierungen beinhalten, abhängig von der Telefonnummer an dem anderen Ende.
Bei einem Gesichtspunkt löst die vorliegende Erfindung das Problem, wie die Qualität einer paketvermittelten Verbindung gemessen und ausgedrückt werden kann, und insbesondere, wie die Anrufer-Reaktionen auf einen zukünftigen Typ von Verbindung oder Komponente vorhergesagt werden können, bevor sie zum Gebrauch freigegeben werden. Diese Technik kann bei einer Vielzahl von Anwendungen verwendet werden.
Eine Ausführungsform ist als eine Workstation vorgesehen, vielleicht sogar verbunden mit einem Netzwerk von Interesse, wobei objektive Messungen entsprechend dem Prozess der vorliegenden Erfindung gespeichert und analysiert werden. Ein Ingenieur, der nach Problembereichen innerhalb des Netzwerkes sucht, oder ein Verkaufsingenieur, der Qualitäten unterschiedlicher Optionen vergleicht, kann auf die Workstation zugreifen, um Prognosen auszuführen, die auf einige oder alle Netzwerke anwendbar sind.
Eine andere Ausführungsform ist als eine Testausstattung vorgesehen, die Messungen ausführt oder Daten in Bezug auf einen im Test befindlichen Kanal empfängt, welche eine Paketverlustrate und eine Paketverzögerung beinhaltet, und dann den obigen Prozess anwendet, um ein P(UDI) und ein MOS als Qualitätsindex für den Kanal im Test auszugeben. Die Testausstattung kann ebenfalls eine Empfindlichkeitsanalyse ausführen, um zu identifizieren, welche der objektiven Messungen eingestellt werden sollte, um die Güte des Kanals am besten zu verbessern. Ohne die vorliegende Erfindung kann ein Ingenieur dazu neigen, eine Entscheidung, basierend auf einem Rausch-Parameter zu treffen, wohingegen der viel bedeutendere Faktor die Verzerrung aufgrund von Ausfällen sein könnte.
Als ein Beispiel veranschaulicht 5 ein System 500, um die Qualität eines paketvermittelten Sprachkanals zu bewerten. Ein Empfänger 510 ist mit dem packet-switched Sprachkanal (nicht gezeigt) verbunden. Der Empfänger 510 kann zum Beispiel mit einem Router (siehe Router 30, 32, 34 in 4), einem Gateway (siehe Gateway 16, 20 in 1a) oder einem anderen Abschnitt des Kanals verbunden werden. Alternativ kann der Empfänger mit einem speziellen Teil der Ausstattung verbunden werden, welches nicht mit dem Netzwerk verbunden ist. Auf jeden Fall wird der Empfänger 510 ein Sprachsignal von der paketvermittelten Sprachverbindung empfangen.
Ein Messungs-Schaltkreis 520 ist mit dem Empfänger 510 verbunden. Der Messungs-Schaltkreis 520 misst objektive Charakteristika des Sprachsignals. Vorzugsweise ist eines dieser objektiven Charakteristika die Rate des Paketverlustes. Wie oben diskutiert, be zieht sich jedes der gegebenen Charakteristika auf eine Vielzahl von Qualitätscharakteristika, welche die Qualität des Sprachsignals beeinflussen, wie durch den Anwender wahrgenommen. Indem die oben beschriebenen Techniken verwendet werden, können Messungen der objektiven Charakteristika in subjektive Quantifizierung von jedem der Qualitätscharakteristika übersetzt werden.
Das System 500 beinhaltet ebenfalls eine Datenbank 530, die eine Wirkungsmatrix (siehe Element 230 von 2) speichert. Wie zuvor, stellt die Wirkungsmatrix Qualitätsinformation für Sprachsignale bereit, die unterschiedliche Kombinationen von subjektiven Quantifizierungen für jede Qualitätscharakteristik beinhalten. Die Qualitätsinformationen beinhalten vorzugsweise als Indizes sowohl Mean Opinion Score (MOS)-Daten und eine Wahrscheinlichkeit, dass das Sprachsignal aus einer akzeptablen Qualitätsstufe besteht (z.B. das P(UDI)).
Ein Computerapparat 540 führt Software aus, die die Qualitätsinformationen für ein gegebenes Eingangssprachsignal berechnet. Diese Software verwendet Messungen der objektiven Charakteristika, einschließlich Paketverlust und Paketverzögerung und die Wirkungsmatrix, um Qualitätsinformationen für das Sprachsignal zu erzeugen. Zum Beispiel würde die Software vorzugsweise die objektiven Charakteristika in eine bestimmte Kombination von subjektiven Quantifizierungen übersetzen. Sie würde dann die subjektive Quantifizierung basierend auf der gemessenen Paketverlustrate umwandeln, die Wirkungsmatrix auf die umgewandelten subjektiven Daten anwenden und dann die Wirkungen einer Paketverzögerung anwenden, um bei zusammengesetzten, vorhergesagten P(UDI)- und MOS-Werten anzukommen.
Sobald die Qualitätsinformationen berechnet sind, werden sie durch den Ausgabe-Schaltkreis 550 verwendet. Der Ausgabe-Schaltkreis 550 hängt von der speziellen Anwendung ab. Bei einem technischen Test-Set zum Beispiel kann ein Ausgabe-Schaltkreis 550 eine visuelle Anzeige oder eine Datei umfassen (zum Beispiel im Systemspeicher oder auf einer Platte). Ein Ausgabe-Schaltkreis 550 kann ebenfalls einen Anschluss umfassen, wo die Daten von dem Computer 540 befördert werden.
Bei kommerziellen Netzwerk-Bewertungs-Anwendungen, als ein anderes Beispiel, könnte ein Ausgabe-Schaltkreis 550 eine Verbindung zu einem Echtzeit-Steuerungs-Schaltkreis umfassen (z.B. wie er in dem Beispiel von 4 verwendet werden könnte). Alternativ oder zusätzlich könnte ein Ausgabe-Schaltkreis eine Service-Information für einen Techniker bereitstellen, zum Beispiel über einen Pager, E-Mail, Audio-Display und/oder vi suelles Display. Andere Beispiele existieren. Bestimmt würde jedes der Beispiele, welches mit dem technischen Test-Set-Beispiel bereitgestellt wird, ebenfalls in kommerziellen Netzwerk-Bewertungsanwendungen angewendet werden können, und umgekehrt.
Jedoch befindet sich eine andere Anwendung der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit einem Echtzeit-Steuerungssystem für ein Telefonnetzwerk. Ein derartiges System wird mit Bezug auf 4 beschrieben, welche ein hybrides Netzwerk ähnlich zu demjenigen, welches mit Bezug auf 1a beschrieben wurde, veranschaulicht. Das Steuerungssystem würde gleich arbeiten, sowohl mit einem durchgehenden packet-switched Fernsprechsystem, wie zum Beispiel dasjenige, das in 1b gezeigt ist.
Zu Beginn versteht es sich, dass das Blockdiagramm von 4 (als auch von 1a und 1b) eine Vereinfachung von dem ist, was ein „real world"-Netzwerk umfassen würde. Um der Einfachheit willen ist in 4 nicht viel Ausstattung veranschaulicht. Zum Beispiel wird das Führen innerhalb des packet-switched Netzwerks 18 durch drei Router 30, 32 und 34 veranschaulicht. Bei einem typischen "real world"-System würden sowohl mehr Router als auch andere Komponenten verwendet werden.
Wie oben besprochen, wird ein Telefonanruf zwischen Gateway 16 und Gateway 20 (entweder 20a oder 20b) geführt, sodass Anwender bei Telefonen 12 und 24 ein Gespräch weiterführen können. Insbesondere ist Gateway 16 mit einem Router 30 verbunden. Router 30 liest die Adresse auf den Paketen und sendet diese zu Router 32 (über irgendeine Anzahl von Medien, die zwischen Paketen variieren können). Router 32 ist mit Gateway 20b verbunden, welcher dem leitungsvermittelten Telefonnetzwerk 22 das Signal bereitstellt und dann dem Telefon 24.
Detektions-Schaltkreis 36 ist mit Router 32 verbunden und wird verwendet, um objektive Charakteristika des packet-switched Signals bei Router 32 zu messen. Zum Beispiel kann Detektions-Schaltkreis 36 Software sein, die auf einem Computer läuft (zum Beispiel derselbe Computer der als Router 32 dient), um die Anzahl von Paketverlusten an dem Router zu messen. Basierend auf dem Paketverlust und möglichen anderen objektiven Charakteristika, wie zum Beispiel Echtzeit-Beförderungs-Verzögerung, berechnet der Detektions-Schaltkreis das P(UDI) des Signals. Wenn das P(UDI) über einen bestimmten Schwellwert geht, wird der Detektions-Schaltkreis eine Nachricht verursachen, die zum Router 30 gesendet wird, die verursachen wird, dass die Signale von dem problematischen Abschnitt des Netzwerks zurückgeführt werden. Bei dem veranschaulichten Beispiel, wird Router 30 den Sprachverkehr zu Router 34 zurückführen, welcher mit Gateway 20a verbunden ist. Ein De tektions-Schaltkreis 36 kann ebenfalls ein MOS oder einen anderen qualitätsbezogenen Index berechnen und das Zurückführen von Signalen entsprechend veranlassen.
Ein Detektions-Schaltkreis 30 kann in vielen unterschiedlichen Abschnitten des Netzwerkes eingebaut werden. Auf diese Art und Weise kann die Quelle von Fehlern detektiert werden. Mit diesen Informationen können Anrufe zurückgeführt werden und Wartungspersonal kann verständigt werden. Zum Beispiel kann eine automatische Nachricht, zum Beispiel ein visueller Hinweis, Pager, E-Mail ausgelöst werden, wenn ein Fehler gefunden wird. Bei Verwendung eines Systems, wie zum Beispiel das hier beschriebene, würde die Anzahl von unzufriedenen Kunden reduziert, indem niedrige Qualitäts-Sprachverbindungen vorhergesagt und korrigiert werden würden.
Als ein weiteres Beispiel kann die vorliegende Erfindung verwendet werden, um im Design von Netzwerkkomponenten zu helfen. Da die Erfindung ein mathematisches Modell bereitstellt, kann ein Ingenieur vorhersagen, was passieren würde, wenn die Charakteristika von einer der Komponenten sich ändern würden. Zum Beispiel könnte sich ein Ingenieur wünschen, die Güteanforderung eines Echokondensators zu verringern, um Kosten zu verringern. Vor dem Erstellen neuer Ausstattung könnte die Wirkung eines derartigen Neulieferns vorhergesagt und jede gewünschte Designmodifikation erfolgen, bevor das Design abgeschlossen wird.
6 stellt die Schritte in einem Prozess dar, um zu bestimmen, welche Güte eines zweiten Kommunikationsdienstes erforderlich ist, sodass er so wahrgenommen wird, als ob er dieselbe Qualität wie ein erster Kommunikationsdienst aufweist, insbesondere wobei der zweite Kommunikationsdienst Beeinträchtigungen ausgesetzt ist, die bei dem ersten Kommunikationsdienst nicht angetroffen werden. Die Qualität des ersten Kommunikationsdienstes wird durch SAT-Statistiken gut charakterisiert und beschrieben, welche als Eingabe in den Prozess bereitgestellt werden. Der zweite Kommunikationsdienst wird verschiedenem Auftreten von Beeinträchtigungen ausgesetzt, nämlich Paketverlust und Paketverzögerung. Der Prozess von 6 bestimmt, wie oft der zweite Kommunikationsdienst den ungünstigsten Fall von Beeinträchtigungen aufweist, die immer noch als wesentlich für dieselbe Qualität des ersten Kommunikationsdienstes wahrgenommen werden.
In 6 beginnt Prozess 600 mit Schritt 602, wobei eine gegebene Paketverzögerung und Paketverlustrate für einen zweiten Kommunikationsdienst als Eingabe bereitgestellt werden. Der Rest von Prozess 600 wird dann ausgeführt, um den maximalen Anteil von Kommunikation aufzuweisen, den die gegebene Paketverzögerung und Paketverlustrate auf weist, während die Annahme aufrechterhalten wird, dass der zweite Kommunikationsdienst im Wesentlichen dieselbe Qualität wie ein erster Kommunikationsdienst aufweist.
Nach dem Empfang der Eingabe und dem Starten des Prozesses in Schritt 602, wird Schritt 604 ausgeführt, wobei die SAT-Messungen für den ersten Kommunikationsdienst erhalten werden. Ein Erhalten der SAT-Messungen läuft normalerweise darauf hinaus, die vorher kombinierten Daten aus einer Ablage lediglich zurückzuholen, aber es kann ebenfalls das Durchführen von Messungen dazugehören, um solche Daten zu sammeln, zu dem Zeitpunkt, an dem sie gebraucht werden. Wie früher beschrieben, sind die SAT-Messungen im Allgemeinen Daten, die von vielen tausendenden von Test-Telefonanrufen kombiniert wurden, wobei jeder Anruf subjektiv bewertet wurde, und zwar in Bezug auf wahrgenommene Wirkungen von jedem Typ von Beeinträchtigung, und auch als eine Gesamtbeurteilung der Kommunikationsqualität. Wo jede Beeinträchtigung in Bezug auf „keine-einige-viel" beurteilt wird, wird die Kombination von Beeinträchtigungsgraden mit einiger Wahrscheinlichkeit berichtet. Zum Beispiel kann eine Kombination aus berichteten Werten, wie zum Beispiel „keine-einige-einige-keine" bezüglich des Ausmaßes von geringer Lautstärke, Rauschen, Verzerrung und Echo, bei einigen Anteilen der Testanrufe berichtet werden. Für den Zweck von Schritt 604 wird nur dieses Charakteristikverhältnis für jede Kombination von Beeinträchtigungen benötigt.
Als nächstes wird in Schritt 606 ein Wirkungsmodell angewendet, um eine erwartete mittlere Meinungswertung Mean opinion score MOS1, basierend auf den SAT-Messungen abzuleiten, die in Schritt 604 erhalten wurden. MOS1 ist eine mittlere Meinungswertung, die die Qualität darstellt, die typischerweise durch einen ersten Kommunikationsdienst bereitgestellt wird, wie zum Beispiel eine Fernverbindungsqualität durch ein leitungsvermitteltes Telefonnetzwerk. Ein P(UDI)1-Wert wird ebenfalls erhalten, welcher einen „Grundlinien"-Wert darstellt, der zu dem ersten Kommunikationsdienst gehört.
In Schritt 606 werden ebenfalls MOSREQ und P(UDI)REQ erhalten, welche Qualitätsmessungen beschreiben, die von dem zweiten Kommunikationsdienst erfordert werden, um wahrgenommenerweise gleich oder besser als der erste Kommunikationsdienst zu sein.
In Übereinstimmung mit einer bevorzugten beispielhaften Ausführungsform wird der MOSREQ-Wert erhalten, indem einfach 0,2 von dem MOS1-Wert abgezogen wird. Dies basiert auf der Beobachtung, dass Unterschiede kleiner als 0,2 Einheiten in der mittleren Meinungswertung nicht wahrnehmbar sind. Ein zweiter Kommunikationsdienst, der einen MOS innerhalb von 0,2 Punkten von dem des ersten Kommunikationsnetzwerkes aufweist, wird als von ähnlicher Qualität wahrgenommen.
In Schritt 606 wird P(UDI)REQ willkürlich auf 0,06 in Übereinstimmung mit einer bevorzugten beispielhaften Ausführungsform gesetzt. Dies geschieht basierend auf der empirischen Beobachtung, dass sich jeder Kommunikationsdienst deutlich verschlechtert, wenn P(UDI) 0,06 übersteigt. Für den Fall von P(UDI) ist dieser Schwellenwert wichtiger als das Festhalten an dem P(UDI)1-Wert des ersten Kommunikationsdienstes.
Fortschreitend mit Schritt 608 werden die SAT-Daten, die in Schritt 604 erhalten werden, mit einer Tabelle kombiniert, und zwar basierend auf empirischen Beobachtungen, wie Paketverlustraten wahrgenommene Sprachverzerrungen beeinflussen (siehe Tabelle 2). Das Ergebnis ist eine umgewandelte Version der SAT-Daten mit dem Anteil des Auftretens, so abgeändert, um den Einfluss einer speziellen Paketverlustrate wiederzugeben. Angesichts der Fähigkeit, Sprachverzerrung unabhängig von anderen Erscheinungen von Paketverlusten objektiv zu messen, wie zum Beispiel verlängerte Ausfälle, ist es plausibel, die Sprachverzerrungs-Werte auf diese Art und Weise in einen existierenden Hauptteil von SAT-Daten umzuwandeln. Ein Prozess, bei welchem die SAT-Daten umgewandelt werden, wird später in
7 beschrieben.
In Schritt 610 werden die umgewandelten SAT-Daten aus Schritt 608 mit dem TSAT-Modell gefaltet, um die MOS- und P(UDI)-Werte zu bestimmen, die für den zweiten Kommunikationsdienst erwartet werden, welcher einer gegebenen Paketverlustrate ausgesetzt ist. Diese Werte werden durch MOS2 und P(UDI)2 bezeichnet.
Der Prozess fährt dann in Schritt 612 fort, wobei der Beitrag von Paketverzögerung zu P(UDI) abgeschätzt wird und von dem Wert von P(UDI)REQ abgezogen wird. Experimente zeigen, dass eine Paketverzögerung P(UDI) in einer zusätzlichen Art und Weise beeinflusst und unabhängig von anderen Formen von Verschlechterungen ist. Daher ist es richtig, die P(UDI)REQ-Spanne einfach zu verringern, indem die Wirkung einer Paketverzögerung abgezogen wird.
Die Wirkung einer Paketverzögerung auf P(UDI) kann durch einee Darstellung, wie zum Beispiel Graph 800, dargestellt in 8, angnähert werden. Der Graph 800 kann durch empirische Experimente, ähnlich zu solchen, die früher beschrieben worden sind, um die Wirkungen von Paketverlusten zu beschreiben, bestimmt werden. Kurve 810 beschreibt das Verhältnis zwischen Beförderungsverzögerung, wie zum Beispiel Paketverzögerung, und den Anteil von Fällen, bei welchen sich Anwender über die drohende Verzögerung beschwe ren werden. Eine derartige Verzögerung kann aus einem Codieren oder Decodieren eines Signals von jedem Ende eines Kommunikationskanals herrühren sowie von einer Zeitverzögerung beim Signal oder den Daten, die durch das Netzwerk transportiert werden. Eine derartige Verzögerung ist unabhängig von Echoverzögerung und kann so lang sein, dass sie einen normalen Dialog zwischen zwei Anwendern beeinträchtigt.
Beförderungsverzögerungen verursachen eine beidseitige Unterbrechung, unerklärtes Zögern eines Sprechers oder Verwirrung, wer aufgrund von unerwarteten Pausen im Ablauf des Gespräches als nächster sprechen soll. Die natürliche Koordination zwischen den kommunizierenden Teilnehmern ist objektiv störend beeinträchtigt und kann den Kommunikationsdienst unbrauchbar werden lassen.
Angesichts eines existierenden P(UDI) und einer Paketverzögerung, die weiter eine Systemgüte beeinflussen wird, kann eine korrigierte P(UDI) wie folgt berechnet werden: P(UDI)' = P(UDI) + (1 – P(UDI))·f(t)wobei f(t) eine normalisierte Funktion ist, die die empirisch abgeleitete Kurve 810 beschreibt.
Zurückkehrend zum Schritt 612 von 6 wird, nachdem der Paketverlust-Effekt abgeschätzt und verwendet wird, um einen reduzierten Wert für P(UDI)REQ zu berechnen, welcher durch P(UDI)REQr bezeichnet werden kann, der Prozess mit Schritt 614 fortgesetzt, wobei ein maximaler Anteil von verschlechterten Anrufen, basierend auf der minimalen MOS-Anforderung früher in Schritt 606 berechnet.
Ein Kommunikationsdienst, der eine paketvermittelte Beförderung verwendet, wird wahrscheinlich keine konstante Paketverlustrate erfahren. Die Paketverlustrate wird von Moment zu Moment und von Session zu Session variieren. Die wahrgenommene Qualität eines derartigen Kommunikationsdienstes wird ein Mittel von einigen Fällen sein, die durch eine gegebene Paketverlustrate verschlechtert werden, einige Vorfälle, die unbeeinflusst und vergleichbar zu einer Fernverbindungsqualität einer leitungsvermittelten Beförderung sind, und einige Fälle von dazwischenliegender Qualität. Daher wird die bevorzugte An und Weise zum Beschreiben einer akzeptablen Güte sein für eine gegebene Paketverzögerung einen maximalen Teil der Zeit auszudrücken, während der die Kommunikationsdienste im schlechtesten Falle einem Paketverlust unterliegen, und immer noch genügend mittlere Werte für ein hohes MOS und niedriges P(UDI) aufrechterhalten.
In Schritt 614 wird dann der erforderliche Anteil von verschlechterten Fällen zu nicht verschlechterten Fällen bestimmt, indem die folgende Gleichung für Plmos gelöst wird: MOS1(1 – Plmos) + MOS2(Plmos) = MOSREQ
Diese Gleichung stellt eine lineare Mischung von Kommunikationsfällen dar, bei welchen einige Fälle keinen Paketverlust aufweisen und subjektiv durch MOS1 bewertet werden, und andere Fälle den schlechtesten Fall von Paketverlusten erfahren und einen verschlechterten Wert MOS2 aufweisen. Plmos ist der höchste Anteil von verschlechterten Fällen, wodurch die Mischung die Grenze erreicht, die durch MOSREQ gesetzt wird.
In Schritt 616 erfolgt eine ähnliche Bestimmung basierend auf dem P(UDI)-Kriterium, P(UDI)REQr. Ein Anteil, Pludi kann durch Lösen der folgenden Gleichung bestimmt werden: P(UDI)1·(1 – Pludi) + P(UDI)2·(Pludi) = P(UDI)REQr[0118] Weitergehend dann zu Schritt 618, wird der kleinere der zwei Teile Plmos und Pludi als der limitierende Faktor ausgewählt. Da beide Kriterien, MOSREQ und P(UDI)REQr erfüllt werden müssen, bestimmt der kleinere der beiden Teile den maximal erlaubbaren Anteil der verschlechterten Kommunikationen, welcher beide Bedingungen erfüllt.
In Schritt 620 wird der kleinere Teil, welcher in Schritt 618 ausgewählt wurde, aus dem Prozess ausgegeben, um den maximal erlaubbaren Teil von verschlechterten Kommunikationen auszudrücken, sodass der zweite Kommunikationsdienst so wahrgenommen wird, als ob er im Wesentlichen dieselbe Qualität wie der vorgegebene erste Kommunikationsdienst aufweist. Der ausgegebene Wert kann wechselnd als eins weniger als der Anteil, der in Schritt 618 bestimmt wird, stimmt werden, um den minimalen Anteil von Kommunikationen auszudrücken, die erforderlich sind, um durch eine gegebene Paketverlustrate nicht beeinflusst zu werden.
Schließlich wird der Prozess zum Bestimmen einer akzeptablen Güte für eine gegebene Paketverzögerung und Paketverlustrate in Schritt 622 zum Schluss kommen. Fachleute werden verstehen, dass Prozess 600 für verschiedene unterschiedliche Kombinationen von Paketverzögerung und Paketverlustrate wiederholt werden kann, um ein Profil einer akzeptablen Güte für einen Kommunikationsdienst zu erzeugen, der diesen Wirkungen ausgesetzt ist.
Bezug nehmend auf 7 wird ein Prozess 700 beschrieben, bei welchem SAT-Daten verändert werden können, um die Wirkungen einer bestimmten Paketverlustrate zu berücksichtigen. Insbesondere wird in Prozess 700 ein Paketverlust berücksichtigt, als Beispiel seiner Wirkungen auf die wahrgenommenen Grade von Sprachverzerrung. Prozess 700 beschreibt die Umwandlung von SAT-Daten, wie früher in Schritt 608 von 6 eingeführt.
Prozess 700 beginnt mit Schritt 702, bei welchem eine bestimmte Paketverlustrate als Eingabe bereitgestellt wird. Der Rest von Prozess 700 findet in Zusammenhang mit dieser gegebenen Paketverlustrate statt.
Als nächstes werden in Schritt 704 die SAT-Daten für einen Kommunikationsdienst erhalten, der keinem Paketverlust ausgesetzt ist. In Zusammenhang mit dieser Offenbarung entsprechen die grundlegenden Gütedaten den empirisch getesteten Charakteristika eines ersten Kommunikationsdienstes, insbesondere einer Fernverbindungsqualität.
Da, wo vier Charakteristika in den SAT-Daten aufgezeichnet werden, und jede Charakteristik drei Werte (keine, einige, viele) aufweist, umfassen die SAT-Daten 81 Kombinationen von Werten. Jede Kombination dieser Werte kann sich auf ein Quadragamm beziehen. Jedes Quadragramm in den SAT-Daten wird einer zugehörigen Zählung oder Anzahl von Auftreten aufweisen.
Schritt 706 bezieht sich auf den Schritt zur Auswahl einer Teilmenge von Quadragrams in den SAT-Daten, bei welchen die berichtete Sprachverzerrungs-Charakteristik von „keine" zu „einige" zu „viele" variiert, während andere Charakteristika ein festes Muster aufweisen. Dies bedeutet, dass in Schritt 706 drei Quadragramme als ein Zusammenhang für eine nachfolgende Verarbeitung in Schritten 708–712 ausgewählt werden.
Dann werden in Schritt 708 die Auftrittsanteile, die jedem der drei Quadragramme zugeordnet sind, die in Schritt 706 ausgewählt werden, von den SAT-Daten zurückgeholt. Diese Werte werden durch Cn, Cs und Cm dargestellt.
Die Verarbeitung fährt in Schritt 710 fort, wo eine andere Tabelle hinzugezogen wird, welche eine Paketverlustrate einer wahrgenommenen Sprachverzerrung zuordnet. Eine derartige Tabelle wird durch Tabelle II veranschaulicht, die früher dargestellt wurde. Für die Paketverlustrate, die in Schritt 702 eingegeben wurde, wird die Tabelle verwendet, um die relativen Anteile von Sprachverzerrungen, die als „keine-einige-viele" unter anderen optimalen Konditionen gefunden werden. Diese Werte werden durch Pn, Ps, Pm dargestellt.
In Schritt 712 werden die Anteiledas Verhältnis, die für die Quadragramme, die in Schritt 706 ausgewählt wurden, abgeändert, um die hinzugefügte Verschlechterung aufgrund der gegebenen Paketverlustrate darzustellen. In der Tat werden die SAT-Daten aus Schritt 704 umgewandelt, um eine neue SAT-Datentabelle als Gegenstand eines Paketverlustes zu ergeben. Die Anteile Pn, Ps, Pm wirken auf die Original-SAT-Anteile Cn, Cs, Cm, um umgewandelte SAT-Daten Cn', Cs', Cm' wie folgt zu ergeben: Cn' = Cn – Cn (Ps + Pm) Cs' = Cs + (Cn)(Ps) – Cs(0,5 Ps + Pm) Cm' = Cm + (Cn)(Pm) + Cs(0,5 Ps + Pm)
In Schritt 714 wird bestimmt, ob die gesamten SAT-Daten, was bedeutet alle Quadragramme darin, durch Schritte 706–712 verarbeitet wurden, um zu einer umgewandelten Version der SAT-Daten zu führen. Wenn es irgendwelche verbleibenden Quadragramme gibt, die nicht verändert werden sollten, dann kehrt der Prozess 700 zu Schritt 706 zurück, um weitere unbearbeitete Quadragramme auszuwählen. Fachleute werden erkennen, dass ein systematischer oder ein sequentieller Ansatz eingeführt wird, um systematisch durch die Quadragramm-Muster hindurchzugehen und sicherzustellen, dass alle der SAT-Daten umgewandelt sind.
Wenn in Schritt 714 bestimmt wird, dass alle Quadragramme verarbeitetet worden sind, dann wird Schritt 716 ausgeführt, um die vollständig umgewandelte SAT-Datentabelle auszugeben, welche in Bezug auf eine bestimmte Paketverlustrate verändert wurde. Prozess 700 endet dann bei Schritt 718.
Die vorliegende Erfindung gehört zu einem Prozess, der Sätze von SAT-Daten 220 verwendet, um die Funktion 226 abzuleiten, die die Effekte von abgezweigten Paketraten unter der Annahme einer Sprachverzerrung beschreibt. Um diesen Prozess auszuführen, kann ein Apparat, ähnlich zu dem in 9, verwendet werden, bei welchem Gegenstand 970 durch eine Messungsausstattung ersetzt wird, wobei objektive Messungen aus Signalen, die entlang der Verbindungen 960 und 962 gesammelt wurden, enthalten sind. Besonders zu beachten ist ein Sprachverzerrungs-Analysator, wie in der U.S.-Patentanmeldungs-Veröffentlichung Nr. 2002/0097840A1 gelehrt, der mit Verbindung 962 verbunden werden kann, um direkt eine digitalisierte Signaldarstellung aus der Verzerrungsmessung zu erzielen.
10 ist ein Flussdiagramm eines Prozesses 1000, durch welchen für einen gegebenen Codec-Typen und gegebenes Transmissionsprotokoll eine Beziehung zwischen Paketverlustrate und wahrgenommener Verzerrung, basierend ausschließlich auf objektiven Messungen, bestimmt werden kann. Bei der folgenden Auseinandersetzung kann es hilfreich sein, ebenfalls 2 heranzuziehen, da viele der wichtigen Verarbeitungsschritte hier dargestellt sind und in der begleitenden detaillierten Beschreibung sorgfältig beschrieben werden.
Prozess 1000 arbeitet nach dem folgenden Prinzip. Obwohl es vorher bekannt ist, dass MOS oder ein anderer Qualitätsindex in Antwort auf einen gegebenen Wert einer Gütecharakteristik erwartet wird, zum Beispiel eine Paketverlustrate, wird angenommen, dass es wenigstens eine definierte Korrelation gibt, in der MOS sich aufgrund einer sich verschlechternden Paketverlustrate notwendigerweise verschlechtert. Diese angenommene Korrelation kann verwendet werden, um ein Modell von wahrgenommener Verzerrung gegenüber Paketverlustrate zu testen und zu filtern, ohne explizit weitere subjektive Messungen des Typs, der in 9 bezeichnet ist, auszuführen. Die vorliegende Erfindung ermöglicht Funktion 226, in 2 abgeleitet zu werden, wobei viel von der Verarbeitung, die in 2 beschrieben ist, verwendet wird, aber ohne zusätzliche subjektive Messungen über die hinaus durch zuführen, die für die Entwicklung einer Umwandlung 214 bereits verwendet werden.
Nun zu 10 wechselnd, beginnt Prozess 1000 bei Schritt 1002, wobei ein gegebener Codeo-Typ und eingegebenes Übertragungsprotokoll als Zusammenhang eingestellt wird und das Verhältnis von Paketverlustrate zu Verzerrung bestimmt werden muss.
Als nächstes wird in Schritt 1004 ein Sprach-Kommunikations-Kanal eingerichtet, wobei der gegebene Codec-Typ und das gegebene Übertragungsprotokoll verwendet werden. Wie vorher erwähnt, kann eine Anordnung, ähnlich zu 9, verwendet werden, wobei Gegenstand 970 durch Messinstrumente ersetzt wird. Entweder durch Steuerung der Paketverlustrate oder durch kontrollieren der Paketverlustrate, wie sie natürlich variiert, wird eine Reihe von Messungen aufgezeichnet. Jede Messung umfasst einen Wert von mindestens einer objektiven Messung der Qualität des Sprachkanals, wie zum Beispiel Verzerrung, zusammen mit einem Wert der Paketverlustrate, die zum Zeitpunkt herrscht, wenn die objektive Messung entnommen wurde. Um Bestimmungen zu erleichtern, die später im Prozess vorgenommen werden, ist es wichtig, dass eine maßgebliche Anzahl von Messungen gemacht wurde, während die Paketverlustrate null oder vernachlässigbar ist.
Nachdem eine ausreichende oder gewünschte Anzahl von Messungen in Schritt 1004 für einen gegebenen Codec und eingegebenes Übertragungsprotokoll aufgezeichnet wird, wird in Schritt 1006 das Teilen der Messungen in Gruppen auf der Basis von Bereichen ihrer zugeordneten Paketverlustraten vorgenommen.
In Schritt 1008 wird jede Gruppe durch eine Umwandlung 214 verarbeitet, vorher beschrieben, um einen Satz von SAT-Daten analog zu SAT-Daten 220 in 2 abzuleiten. Die SAT-Daten stellen für jede Referenz-Paketverlustrate, x, einen Satz von Anteilen für jede der SAT-Beeinträchtigungen der Form Pn[x], Ps[x], Pm[x], dar, wobei Pn der Anteil von Anrufen ist, der so gewählt worden ist, dass er „keine" bestimmte Beeinträchtigung aufweist, Ps ist der Anteil, der erwartet wird als „einige", und Pm ist der Anteil, der erwartet ist als „viele" einer bestimmten Beeinträchtigung aufweisen. Die Anteile in diesen Sätzen, welche mit dem Wert x = 0 verbunden sind, stellen dann die Ergebnisse für Messungen dar, die vorgenommen werden, wenn es keine ausgefallenen Pakete gab, oder die gemessenen Vorfälle von ausgefallenen Paketen vernachlässigbar klein waren, welche Fälle darstellen, in welchen kein Effekt von ausgefallenen Paketen auf eine Qualität da war.
In Schritt 1010 wird jeder Satz von SAT-Daten für eine Gruppe umgewandelt, durch den Prozess von Block 222, wie in 7, und zwar in einen geänderten Satz von SAT-Daten, wobei Funktion 226 verwendet wird. Zunächst ist Funktion 226 mit einiger Sicherheit nicht bekannt, sodass ein angenommenes Modell als Ausgangspunkt verwendet wird. Die Qualität dieses angenommenen Modells wird getestet und kann je nach Bedarf durch Iterationen von Schritten 1010 bis einschließlich 1018 gefiltert werden.
In Schritt 1012 werden die modifizierten SAT-Daten für jede Gruppe mit einer Wirkungsmatrix 260 gefaltet, um einen Qualitätsindex zu ergeben, wie zum Beispiel einen Mean Opinion Score (MOS) für jede Gruppe.
Mit Beachtung, dass jede Gruppe einem Bereich von beobachteten Paketverlustraten entspricht, fährt der Prozess bei Schritt 1014 fort, bei welchem eine Beurteilung des Grads der Korrelationen zwischen der Paketverlustrate und den MOS-Werten für die verschiedenen Gruppen vorgenommen wird.
In Schritt 1016 wird, wenn der Grad der Korrelation in Schritt 1014 kleiner als gewünscht ist, der Schritt 1018 ausgeführt, um Anpassungen an dem Modell zu machen, und dann werden Schritte 1010 bis einschließlich 1016 wiederholt, um das Modell wie eingestellt zu beurteilen. Fachleute, die mit diesem Schritt von iterativer Optimierung vertraut sind, werden erkennen, dass ein bekannter Gradienten-Suchansatz verwendet werden kann, um zu entscheiden, welche Einstellungen in Schritt 1018 vorgenommen werden sollten, um sich schnell einem Optimum oder adäquaten Modell anzunähern. In Übereinstimmung mit einer bevorzugten beispielhaften Ausführungsform kann der Optimierungsprozess erleichtert werden, indem die Darstellung von Cn, Cs, Cm und {Pn[x], Ps[x], Pm[x]} als Exponentialfunktion in der Art und Weise dargestellt werden, wie sie in U.S.-Patentanmelde-Nr. 09/779,092 gelehrt wird. Bei Verwendung zweier derartiger Exponentialfunktionen muss die Optimierung nur für vier Variablen ausgeführt werden, welche eine Gradientensuche ermöglichen, um einer optimalen Lösung schnell näher zu kommen.
In Schritt 1016 wird, sobald der Grad der Relation in Schritt 1014 als Optimum oder wenigstens angemessen bestimmt wird, abhängig von Präferenzen das angenommene Modell als geeignet für nachfolgende Bestimmungen erachtet, und der Prozess fährt in Schritt 1020 fort, wobei das Modell festgehalten und nachher verwendet wird in der Rolle von Funktion 226, wann immer ein Kommunikationssystem, welches die gegebene Codec-Typ und Übertragungsprotokoll-Kombination verwendet, durch den Prozess in 6 charakterisiert wird.
Obwohl diese Erfindung in Bezug auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurde, ist nicht beabsichtigt, diese Beschreibung im begrenzenden Sinn auszulegen. Zum Beispiel werden, während die Erfindung im oben beschriebenen Zusammenhang von charakterisierten Verzerrungen versus Paketverlustraten beschrieben worden ist, Fachleute erkennen, dass dieselbe Technik auf andere Typen oder Wirkungen ausgeweitet werden kann, selbst über solche hinaus, die hierin explizit aufgeführt sind. Verschiedene Modifikationen und Kombinationen der beispielhaften Ausführungsformen, wie auch andere Ausführungsformen der Erfindung, werden für Fachleute nach Bezugnahme auf die Beschreibung deutlich. Es ist daher beabsichtigt, dass die angehängten Ansprüche alle derartigen Modifikationen oder Ausführungsformen einschließen.

Claims

Verfahren zur Bestimmung der Wirkung einer zweiten Gütecharakteristik anhand der Qualität eines zweiten Kommunikationsdienstes, wobei ein erster Kommunikationsdienst eine erste Gütecharakteristik betreffend die Kommunikationsqualität aufweist und der zweite Kommunikationsdienst sowohl die erste Gütecharakteristik als auch die zweite Gütecharakteristik aufweist, welche nicht von dem ersten Kommunikationsdienst aufgewiesen wird, umfassend die Schritte: – Herstellen von Kommunikation über den zweiten Kommunikationsdienst (702): – Erhalten objektiver Messungen der ersten Gütecharakteristik, wenn die zweite Gütecharakteristik variiert (704); – Konvertieren der objektiven Messungen der erste Gütecharakteristik in subjektive Beurteilungen, basierend auf Kenntnis des ersten Kommunikationsdienstes (706, 708, 710); – Verändern der subjektiven Beurteilungen um die Wirkungen der zweiten Gütecharakteristik unter Verwendung eines angenommenen Modells (226) für die Wirkungen der zweiten Gütecharakteristik anhand der subjektiven Beurteilungen der ersten Gütecharakteristik widerzuspiegeln (712); – Berechnen von Qualitätsindexwerten aus den veränderten subjektiven Beurteilungen; und – Einstellen des angenommen Modells um die Korrelation zwischen den Qualitätsindexwerten und der zweiten Gütecharakteristik zu verbessern (714).
Verfahren nach Anspruch 1, zudem umfassend den Schritt: – Verwenden des angenommenen Modells (226) in folgenden Analysen von Kommunikationssystemen mit ähnlichen Charakteristika.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Gütecharakteristik Sprachverzerrung ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die zweite Gütecharakteristik eine Paketverlustrate ist.
Verfahren nach Anspruch 1, zudem umfassend den Schritt: – Einstellen des angenommenen Modells (226) bis der gewünschte Grad der Korrelation erreicht ist.
Vorrichtung zur Bestimmung der Wirkung einer zweiten Gütecharakteristik anhand der Qualität eines zweiten Kommunikationsdienstes, wobei ein erster Kommunikationsdienst eine erste Gütecharakteristik betreffend die Kommunikationsqualität auf weist und der zweite Kommunikationsdienst sowohl die erste Gütecharakteristik als auch die zweite Gütecharakteristik aufweist, welche nicht von dem ersten Kommunikationsdienst aufgewiesen wird, umfassend: – Mittel zum Herstellen von Kommunikation über den zweiten Kommunikationsdienst (908, 910, 912); – Mittel zum Erhalten objektiver Messungen (520) der ersten Gütecharakteristik, wenn die zweite Gütecharakteristik variiert; – Mittel zum Konvertieren (540) der objektiven Messungen der erste Gütecharakteristik in subjektive Beurteilungen, basierend auf Kenntnis des ersten Kommunikationsdienstes; – Mittel zum Verändern (222) bder subjektiven Beurteilungen um die Wirkungen der zweiten Gütecharakteristik unter Verwendung eines angenommenen Modells (226) für die Wirkungen der zweiten Gütecharakteristik anhand der subjektiven Beurteilungen der ersten Gütecharakteristik widerzuspiegeln; – Mittel zum Berechnen von Qualitätsindexwerten aus den veränderten subjektiven Beurteilungen; und – Mittel zum Einstellen des angenommen Modells (226) um die Korrelation zwischen den Qualitätsindexwerten und der zweiten Gütecharakteristik zu verbessern.
Vorrichtung nach Anspruch 6, zudem umfassend: – Mittel zum Verwenden des angenommenen Modells (226) in folgenden Analysen von Kommunikationssystemen mit ähnlichen Charakteristika.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die erste Gütecharakteristik Sprachverzerrung ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die zweite Gütecharakteristik eine Paketverlustrate ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, zudem umfassend: – Mittel zum Einstellen des angenommenen Modells (226) bis der gewünschte Grad der Korrelation erreicht ist.