RU2407163C2 - Крупномасштабное измерение субъективного качества в системах мобильной связи - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к беспроводной связи. Крупномасштабные измерения субъективного качества сигнала для системы мобильной радиосвязи выполняются с помощью множества портативных тестовых блоков радиосвязи, перемещающихся в различных местоположениях в системе мобильной радиосвязи. Каждый портативный тестовый блок сохраняет копию потока тестового речевого или видеосигнала, как и сервер системы контроля качеств. Субъективное качество сигнала восходящей линии связи для каждого портативного тестового блока определяется на основе сравнения сохраненного тестового сигнала и принятого тестового сигнала от портативного тестового блока. Субъективное качество сигнала нисходящей линии связи для каждого портативного тестового блока определяется в сервере на основе возвращенного потока тестового сигнала, принятого от портативного тестового блока, и сохраненного потока тестового сигнала. Поскольку портативные блоки не выполняют вычислений сравнения субъективных качеств сигналов, могут быть использованы обычные абонентские блоки, которые не требуют значительных дополнительных ресурсов для обработки данных, связанных с вычислениями, что является техническим результатом. 3 н. и 19 з.п. ф-лы, 7 ил.

Description

Перекрестная ссылка на родственные заявки

Эта заявка испрашивает приоритет совместно преуступленной патентной заявки США № 60/656,903, озаглавленной «Крупномасштабное измерение статистического качества речи в мобильных системах», поданной 01.03.2005, и заявки № 60/664,192, также озаглавленной «Крупномасштабное измерение статистического качества речи/видео в мобильных системах», поданной 23.03.2005, содержание которых включено в настоящее описание посредством ссылки.

Область техники

Областью техники является беспроводная связь. Настоящее изобретение относится к сбору данных измерений для определения субъективного качества обслуживания, обеспечиваемого в системе мобильной радиосвязи, что может быть использовано для улучшения обслуживания и/или оптимизации характеристик или пропускной способности системы мобильной радиосвязи.

Уровень техники

В системе мобильной радиосвязи очень важно качество услуг, предоставляемых абонентам. Восприятие человеком качества речевого сообщения или видеосообщения является важным при речевых или при видеоуслугах. Возможным путем измерения качества является проведение субъективных тестов с участием различных людей. Но результаты могут быть индивидуально субъективны, а тесты являются дорогими и неподходящими для крупномасштабного контроля качества.

Существует несколько алгоритмов, разработанных для измерения «субъективного» качества речи переданного речевого файла. Одним примером такого алгоритма является алгоритм перцепционного определения качества речи (PESQ), определенный в ITU-T P.862. Субъективное качество не измеряется на основе условных отношений с помощью способов измерения качества канала, таких как отношение сигнал/шум (SIR), частота появления ошибочных бит (BER), частота появления ошибочных кадров (FER) или мощность сигнала. PESQ и подобные алгоритмы показывают результаты субъективных тестов на прослушивание. Для измерения качества речи PESQ использует сенсорную модель для сравнения с исходным, необработанным, не переданным речевым сигналом с ухудшенной версией этого известного речевого сигнала на выходе системы связи, например сигнал, принятый радиоприемником, после того, как он был искажен радиоканалом. Сравнение эталонного и искаженного речевых сигналов обеспечивает субъективный показатель качества.

Алгоритмы измерения субъективного качества, такие как PESQ, интенсивно используют ресурсы, требуют большого объема вычислений для обработки данных и значительных ресурсов памяти. Эта загрузка для обработки большого объема данных дополнительно увеличивается, если измерения высокого качества или вычисления выполняются часто или даже непрерывно. Соответственно подвижные испытательные установки (MTU) включают в себя аппаратное и программное обеспечение, предназначенное для обработки данных, необходимое для вычисления и хранения данных измерений в соответствии с алгоритмами определения субъективного качества, например алгоритмом PESQ. Алгоритмы измерения качества видео требуют, по-видимому, даже больше ресурсов. Эти транспортные средства MTU собирают данные измерений в реальных условиях по отношению к существующим условиям радиосвязи в различных местоположениях в системе мобильной связи.

Но эти MTU очень дороги, тяжелы и потребляют значительные количества энергии, делая их неподходящими для крупномасштабного измерения, где измерения качества получают от большого количества измерительных устройств. Хотя в коммерческих установках возможно использовать несколько MTU, было бы намного желательнее выполнять более крупномасштабные измерения с использованием, возможно, порядка сотен, тысяч или десятков тысяч измерительных устройств. В будущем может появиться потребность для включения функциональных средств измерения качества в каждое коммерческое пользовательское устройство, чтобы оператор мог начинать и останавливать измерения на временной основе, с учетом местоположения или типа проблемы. Но такое крупномасштабное измерение является дорогостоящим, не только из-за большого количества дорогих MTU, но также из-за человеческих ресурсов, необходимых для размещения и/или обслуживания этих MTU.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение преодолевает эти препятствия и обеспечивает достижение этих и других желаемых целей. Крупномасштабное измерение субъективного качества сигнала для системы мобильной радиосвязи обеспечивается с помощью большого числа портативных абонентских блоков радиосвязи, расположенных в различных местах в системе мобильной радиосвязи. Каждый портативный абонентский блок сохраняет копию тестовой речи, другого аудио- или видеопотока сигнала, как узел сети управления качеством. Субъективное качество сигнала восходящей линии связи для каждого портативного абонентского блока определяется в сетевом узле на основе сравнения сохраненного тестового сигнала и принятого тестового сигнала, переданного с портативного абонентского блока. Субъективное качество сигнала нисходящей линии связи для каждого портативного блока определяется в сетевом узле на основе сохраненного тестового сигнала и потока тестовых сигналов, первоначально переданных портативному абонентскому блоку, а затем возвращенных портативным абонентским блоком сетевому узлу. Поскольку портативные блоки не выполняют вычислений сравнения субъективных качеств сигналов, может быть использован обычный портативный абонентский блок.

Сетевой узел управления качеством хранит множество значений качества восходящей линии связи и значений качества нисходящей линии связи, ассоциированных с каждым портативным абонентским блоком, из которых определяется полное субъективное качество, ассоциированное с каждым портативным абонентским блоком. Расположение или область в системе мобильной радиосвязи и/или конкретный временной кадр могут быть также определены для различных измерений субъективного качества. В одном варианте осуществления поток тестового сигнала представляет собой речевой сигнал, а качество, ассоциированное с каждым портативным абонентским блоком, определяется с помощью алгоритма перцепционного определения качества речи (PESQ). Тестовый поток может также быть видео- или аудиопотоком, анализируемым другими соответствующими алгоритмами определения субъективного качества.

База данных хранит измерение качества сигнала, время, ассоциированное с измерением субъективного качества сигнала, и географическое местоположение, ассоциированное с измерением субъективного качества сигнала. Оператор сети обеспечивает информацию о качестве услуг в соответствии с различным(и) временем(ами) и местоположением(ями) в системе мобильной радиосвязи на основе информации, сохраненной в этой базе данных.

В альтернативном примерном варианте осуществления портативный абонентский блок принимает тестовую речь, другой аудио- или видеосигнал, преобразует этот сигнал в поток тестовых данных и возвращает поток тестовых данных сетевому узлу измерения качества. Узел измерения качества определяет качество сигнала нисходящей линии связи для портативного абонентского блока на основе сравнения сохраненного тестового сигнала и возвращенного сигнала тестовых данных, принятых от портативного абонентского блока.

В другом примерном варианте осуществления скорость портативного абонентского блока учитывается при определении субъективного качества. Портативный абонентский блок посылает свое текущее местоположение и скорость перемещения сетевому узлу управления качеством. Сетевой узел управления качеством и портативный абонентский блок делят заранее определенный тестовый сигнал на части. Размер части основан на местоположении и/или скорости портативного абонентского блока. Сетевой узел управления качеством и портативный абонентский блок посылают поток тестового сигнала в множестве частей, а не в виде одного потока сигнала. Таким образом, когда портативный абонентский блок возвращает принятые части потока тестового сигнала сетевому узлу управления качеством, узел сети повторно собирает поток тестового сигнала из этих возвращенных частей. В этом и других вариантах осуществления предпочтительно предотвращают компенсацию возвращенного заранее определенного тестового сигнала.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - функциональная блок-схема высокого уровня системы мобильной радиосвязи;

Фиг.2 - функциональная блок-схема системы мобильной радиосвязи, включающей систему управления качеством;

Фиг.3 - функциональная блок-схема портативного абонентского блока;

Фиг.4 - функциональная блок-схема, иллюстрирующая пример осуществления, в котором используются один или более серверов системы управления качеством (QMS), базы банных QMS и интерфейсы оператора QMS;

Фиг.5 иллюстрирует обмен сигналами между контроллером QMS и портативным тестовым блоком в соответствии с примерным вариантом осуществления;

Фиг.6 иллюстрирует обмен сигналами между контроллером QMS и портативным тестовым блоком в соответствии с другим примерным вариантом осуществления; и

Фиг.7 иллюстрирует пример отображения качества сигнала, которое может быть предоставлено оператору на основе качества сигнала.

Подробное описание предпочтительного варианта осуществления

В последующем описании изложены определенные детали, например конкретные варианты осуществления, процедуры, способы и т.д. для целей объяснения, но не для ограничения. Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что другие варианты осуществления могут быть использованы помимо этих конкретных деталей. Например, хотя последующее описание упрощено с использованием неограничительного примера, в котором предоставляемая и измеряемая услуга является голосовой услугой, но настоящее изобретение не ограничено голосовой услугой и может быть использовано для измерения субъективного качества любого типа услуг радиосвязи, включающих, но не ограничивающихся, видео, аудио или другими подобными услугами с высокой способностью обработки и емкости хранения на стороне сервера и более низкими эксплуатационными характеристиками и потребностями хранения на другой стороне.

В некоторых примерах опущены подробные описания хорошо известных способов, интерфейсов, схем и сигнализации, чтобы не затенять описание ненужными деталями. Кроме того, индивидуальные блоки показаны на некоторых чертежах. Специалистам должно быть понятно, что функции этих блоков могут быть реализованы с использованием индивидуальных аппаратных схем, с использованием программ и данных совместно с соответствующим программируемым цифровым микропроцессором или универсальным компьютером, с использованием специализированной интегральной схемы (ASIC) и/или с использованием одного или нескольких цифровых сигнальных процессоров (DSP).

Фиг.1 иллюстрирует пример системы 10 мобильной радиосвязи. Множество пользовательских устройств (UE) осуществляет связь через беспроводный интерфейс с сетью 16 радиодоступа (RAN). Может быть использован любой вид способа радиодоступа, например, FDMA, TDMA, CDMA, GSM, WCDMA и т.д. Сеть радиодоступа связана с одной или несколькими базовыми сетями 14. Примеры базовых сетей включают в себя сеть с коммутацией каналов, например центр коммутации мобильной связи (MSC), и сеть с коммутацией пакетов, например узел GPRS. Базовая сеть 14 соединена с одной или несколькими другими сетями 12, например Интернет, ISDN, PSTN и т.д. Сеть радиодоступа может быть связана непосредственно с системой 19 контроля качества (QMS). QMS 19 может быть также связана (или вместо этого может быть связана) с одной или несколькими базовыми сетями 14 и/или одной или несколькими другими сетями 12. Пользовательское устройство (UE) включает в себя, без ограничения указанным, терминал абонента, мобильный терминал, мобильный телефон, сотовый телефон, мобильную станцию, беспроводной терминал и т.д.

Фиг.2 иллюстрирует систему 20 мобильной связи в соответствии с неограничительным примерным вариантом осуществления для выполнения измерения качества. Мобильная сеть соединяется через беспроводной интерфейс с большим числом портативных тестовых блоков 22 (HTU). Портативные тестовые блоки соответствуют обозначенному пользовательскому устройству, такому как обыкновенные сотовые телефоны и тому подобное, которые немного модифицированы, как описано ниже. Изменения не требуют никакого существенного увеличения в вычислениях обработки данных или хранения данных. Предпочтительным образом, портативные блоки соответствовали большому числу этих терминалов абонентов, уже обслуживаемых мобильной сетью. Мобильная сеть соединена с одним или несколькими сервером(ами) 24 системы контроля качества (QMS). Сервер(ы) QMS соединены с одной или несколькими базой(ами) 26 данных QMS и интерфейсами 28 оператора QMS. Сервер(ы) 24 QMS могут также быть соединены с одной или несколькими другими сетями 12.

Фиг.3 иллюстрирует в форме функционального блока пример портативного тестового блока (HTU), и в предпочтительном примере представляет собой обычный мобильный телефон/устройство связи абонента, например UE. Управляющий контроллер 30 соединен со схемой 32 радиоприема/радиопередачи, памятью, которая сохраняет речевой/видеопоток 34, обнаружитель 36 местоположения HTU, память 38 измерений и таймер или часы 39 реального времени. Схема 32 радиоприема/радиопередачи включает в себя обычные средства радиосвязи и обработки сигнала базовой полосы. Тестовый речевой/видеопоток 34 может быть известным или заранее определенным потоком речи, звуков или видео, предпочтительно (но не обязательно) конкретно предназначенный для целей тестирования, чтобы проверить субъективное качество принятого сигнала. Тестовый поток может быть записанной речевой последовательностью или записанным видеоклипом, моделирующими нормальную речь или видеовызов соответственно.

Обнаружитель 36 местоположения HTU определяет текущее географическое местоположение HTU 22. Например, обнаружитель 36 местоположения может быть коммерчески доступным приемником/процессором глобальной системы позиционирования (GSM). В качестве альтернативы, обнаружитель 36 местоположения HTU может определять местоположение HTU 22 с использованием триангуляции во взаимосвязи с сигналами от множества базовых станций в сети 16 радиодоступа. Конечно, могут быть использованы для определения местоположения HTU и другие методы. Хотя таймер 39 показан для обеспечения значения времени, ассоциированного с событием измерения субъективного качества в HTU 22, информация о времени может быть получена от внешних источников, таких как базовые станции, системы GPS и т.д. Память 22 измерений используется для хранения географического маршрута передвижения HTU, принятого речевого или видеопотока и радиопараметров, которые определяют радиосреду в каждой точке маршрута.

Фиг.4 показывает пример функциональной блок-схемы одного или нескольких сервера(ов) 24 QMS, соединенных с одной или несколькими базой(ами) 26 данных QMS и интерфейсом 28 оператора. Могут быть также использованы и другие конфигурации. Предположим для последующего объяснения, что используется один сервер 24 QMS и одна база 26 данных QMS. Но в зависимости от размера контролируемой и оцениваемой системы мобильной связи может применяться кластер серверов и/или баз данных (с механизмами совместного использования загрузки).

Сервер 24 QMS может включать в себя сервер 42 протокола передачи файлов (FTP). Сервер 42 FTP QMS может быть использован 1) для передачи заданий HTU, которые определяют, что, как, где и когда измерять, и 2) для приема файлов журнала от HTU 22, включающих в себя измерения HTU и местоположения и/или время этих измерений. В одном не ограничивающим примерном варианте осуществления, описанном ниже, поток нисходящего тестового сигнала, принятого HTU, может быть оцифрован и сохранен в файле журнала, посылаемого серверу 42 FTP QMS. Также информация относительно различных событий HTU, таких как передача обслуживания, пропущенные вызовы, блокированные вызовы и т.д., могут быть включены в файл журнала.

Сервер 24 QMS также может включать в себя генератор 47 вызова, который создает речевой или видеовызов или принимает вызовы от HTU по речевым или видеолиниям. Заранее записанные тестовые речевые или видеопотоки затем посылают на другой конец через эти соединения вызова, установленные генератором вызова, для измерения воздействия соединения вызова на качество. Как описано более подробно ниже, сервер 34 QMS также включает в себя управляющий контроллер 40 для управления всеми действиями сервера 34 QMS и контроллера 44 QMS, который предназначен для определения значения субъективного качества сигнала восходящей линии связи и нисходящей линии связи на основе информации, принятой от генератора 47 вызова QMS и различных HTU 22. Например, контроллер 44 QMS может выполнять алгоритм измерения субъективного качества PESQ стандарта ITU для речи или другого аудио, и могут быть использованы подобного типа алгоритмы оценки субъективного качества для видео. Также могут быть использованы другие алгоритмы измерения субъективного качества.

Устройство 46 обработки файла журнала преобразует принятые по радиоинтерфейсу измерения и организует эти измерения в формат базы данных. Отформатированные данные затем выдаются устройством обработки файла журнала в базу 26 данных QMS, где устройство 48 управления базой данных сохраняет эту информацию в памяти 50 базы данных. Устройство 46 обработки файла журнала также генерирует события мобильной системы, как описано выше. Информация о событии UE и измерения радиосреды помогают оператору, например, в понимании причин, почему существует определенное состояние низкого качества. В неограничительном третьем примерном варианте осуществления (описанном ниже), где поток нисходящего тестового сигнала, принимаемого с помощью HTU, сохраняется как файл данных в файле журнала, устройство 46 обработки файла журнала преобразует обратно сигнал файла журнала в поток тестового сигнала, обнаруженного HTU, и посылает его контроллеру 44 QMS для анализа.

Сетевой интерфейс 41 разрешает серверу 24 QMS осуществлять связь с одной или несколькими сетями 16 радиодоступа, базовой сетью 14 и/или другой сетью 12. Интерфейс 28 оператора QMS включает в себя пульт 52, поддерживаемый программным приложением 54 представления и программным приложением 56 отчета. Приложение представления отображает данные измерения субъективного качества, собранные с помощью HTU, например, по карте или сетке, электронным таблицам, линейным диаграммам и т.д. Статистика, взятая из данных измерений с помощью приложения представления, может быть сохранена в базе данных статистики. Эта статистика может быть использована для идентификации трендов в измерениях субъективного качества сигнала в конкретном временном интервале или для идентификации проблемных областей качества сигнала на основе большого количества данных обработки. Приложение 56 отчета используется для создания отчетов на основе данных обработки.

Ниже описан процесс обнаружения субъективного качества сигнала в соответствии с неограничительным вариантом осуществления со ссылкой на Фиг.5. Фиг.5 иллюстрирует пример задач и соответствующей передачи между сервером 24 QMS и портативным тестовым блоком 22 (HTU). Первоначально, HTUI 22 сохраняет заранее записанный тестовый поток речевого/видеосигнала. Термин «речевой» здесь включает в себя любую естественную речь, музыку или другие полезные аудиосигналы. Для упрощения, пример описан в терминах речи, но эти процедуры также применимы для видео или других типов средств связи, качество которых может быть субъективно оценено человеком. HTU 22 передает тестовый речевой поток через беспроводной интерфейс сети радиодоступа (этап S1), где он направляется контроллеру 44 QMS через генератор 47 сигнала QMS (этап S2). Контроллер 44 QMS выполняет алгоритм определения субъективного качества речи, такой как PESQ, для субъективного сравнения принятого речевого потока и исходного тестового потока, сохраненного на сервере 24 QMS (этап S3). Результатом алгоритма является субъективное измерение субъективного качества восходящей линии связи, которое затем форматируется устройством 46 обработки файла журнала и сохраняется в памяти 50 базы данных под управлением устройства 48 управления базой данных.

Заранее записанный тестовый речевой поток, сохраненный на сервере 24 QMS, посылается с помощью генератора 47 вызова QMS портативному тестовому блоку 22 тем же путем, что и обычный речевой вызов или видеосеанс с пользователем (HTU) через беспроводный интерфейс (этап S4). Портативный тестовый блок 22 принимает тестовый речевой поток, который был искажен передачей по беспроводному интерфейсу. Вместо портативного блока 22, выполняющего комплексный алгоритм определения субъективного качества (например, алгоритм PESQ), HTU просто возвращает принятый речевой поток обратно контроллеру 44 QMS по восходящей линии связи (этап S5). Контроллер 44 QMS принимает возвращенный речевой поток (этап S6), который включает в себя результаты передачи по восходящей и нисходящей линии связи (этап S7). Контроллер 44 QMS затем вычисляет (1) субъективное качество восходящей линии связи из субъективного качества сигнала восходящей линии связи, определенного на этапе S3, и (2) комбинирует субъективное качество сигналов восходящей и нисходящей линии связи, полученное на этапе S8.

В первом неограничительном примерном варианте осуществления контроллер 44 QMS удаляет субъективное качество восходящей линии связи из объединенных значений субъективного качества восходящей и нисходящей линии связи для получения значений измерений нисходящей линии связи. Поскольку качество сигнала восходящей линии связи вычисляется из объединенного качества сигнала восходящей и нисходящей линии связи, качество сигнала восходящей линии связи должно быть удовлетворительным.

Таким образом, процедура, представленная на Фиг.5, разрешает серверу QMS выполнять операции интенсивной обработки данных и сохранение, требуемые для выполнения множества определений субъективного качества сигнала с использованием алгоритма, например PESQ ITU. Хотя на Фиг.5 не показано, портативное тестовое устройство также выдает контроллеру 44 QMS местоположение с временными метками, которое может быть ассоциировано с каждым измерением субъективного качества сигнала. Контроллер 44 QMS затем обеспечивает, посредством устройства 46 обработки файла журнала, вычисленное качество сигнала восходящей и нисходящей линий связи, ассоциированное с HTU в конкретное время и в конкретном местоположении в системе мобильной радиосвязи. База 50 данных сохраняет значения субъективного качества сигнала восходящей и нисходящей линии связи с соответствующей информацией о местоположении и времени для желательного количества портативных тестовых устройств. Число портативных тестовых устройств может измеряться тысячами, десятками тысяч или более. Частота определений субъективного качества сигнала управляется оператором QMS. Поскольку операции интенсивной обработки данных выполняются на сервере 24 QMS, а не на HTU, увеличенная сложность и/или увеличенная частота вычисления может быть выполнена с помощью добавления ресурсов в сервер 24 QMS, вместо добавления ресурсов в сотни, тысячи или даже более портативных тестовых устройств.

Фиг.6 иллюстрирует второй неограничительный примерный вариант осуществления, который компенсирует перемещение HTU. Этот вариант осуществления принимает во внимание перемещение HTU, которое может влиять на точность определения субъективного качества, если весь тестовый поток речи был обеспечен в единственном «пакете» данных. Чтобы компенсировать перемещение HTU, в этом втором примерном варианте осуществления тестовый речевой поток разделяется на небольшие части в зависимости от скорости HTU 22. Более конкретно, HTU 22 определяет свое местоположение с помощью обнаружителя 36 местоположения HTU и определяет свою скорость с использованием позиции по скорости. Эта скорость определяет размер части или выборки используемого тестового речевого потока. Например, более быстрая скорость могла бы гарантировать меньший размер части. HTU 22 выдает свою скорость и, возможно, размер части на контроллер 44 QMS. В качестве альтернативы, HTU 22 может просто выдать свою скорость на контроллер 44 QMS, а контроллер 44 QMS определяет соответствующий размер/часть выборки. Затем HTU 22 посылает части тестового речевого потока контроллеру 44 QMS. Контроллер 44 QMS принимает каждую часть тестового речевого потока и объединяет их вместе, пока весь тестовый поток не будет восстановлен. После восстановления выполняется сравнение, описанное на этапе 3 на Фиг.5, для определения измеренного субъективного качества восходящего канала.

Когда контроллер 44 QMS посылает тестовый речевой поток нисходящей линии связи на этапе S4 на Фиг.5, он посылает HTU 22 только части этого тестового потока. HTU 22 затем принимает и возвращает обратно части речевого потока, который он принял на этапе S5, контроллеру 44 QMS. Контроллер 44 QMS компонует эти возвращенные части тестового потока и затем вычисляет для нисходящей линии связи субъективную оценку качества на этапе S8 на Фиг.5. В этом случае учитывается воздействие перемещения HTU, в частности с большими скоростями. Если весь поток записан до передачи по каналу восходящей линии связи, то среда, в которой был записан поток нисходящей линии связи, будет отличаться от среды, передающей поток восходящей линии связи. Деление обеспечивает то, что среда передачи потока восходящей линии связи и потока нисходящей линии связи будет почти одинаковой. Хотя размер части тестового сигнала зависит от некоторого числа факторов, более высокая скорость HTU в общем случае будет получать выгоду из меньшего размера части.

Может иметь место проблема с существующей эхо-компенсацией, используемой в сети 16 радиодоступа, когда HTU 22 возвращает речевой тестовый поток или возвращает части речевого тестового потока, принятые по нисходящей линии связи из радиосети. Другими словами эхо-компенсатор в одной из базовых станций в радиосети вблизи HTU может попытаться скомпенсировать возвращенный речевой поток или часть речевого потока в зависимости от того, насколько близко во времени возвращенный сигнал принимается относительно времени, когда базовая станция фактически передала сигнал на HTU. Чтобы избежать такой нежелательной эхо-компенсации, могут быть использованы различные методы. Один примерный метод заключается в том, чтобы ввести некоторую достаточную временную задержку, прежде чем HTU сможет возвратить речевой поток/часть через беспроводной интерфейс. Другой примерный вариант заключается в перестановке различных частей тестового сигнала, так чтобы они разупорядочивались перед их возвратом контроллеру QMS. Это также избежало бы эхо-компенсации в базовой станции, поскольку эхо-компенсатор не будет обнаруживать переставленные части как эхо.

Ниже описан третий неограничительный примерный вариант осуществления со ссылкой на Фиг.6. Этот вариант осуществления особенно выгоден, когда качество канала восходящей линии связи ниже, чем требуется. В вариантах осуществления, описанных выше, HTU возвращает принятый речевой поток от контроллера QMS в виде файла данных. Если состояния радиоканала восходящей линии связи неудовлетворительны, то искаженный возвращенный сигнал отрицательно воздействует на способность контроллера QMS точно удалять информации о качестве сигнала восходящей линии связи из возвращенного комбинированного сигнала, чтобы извлечь субъективное качество сигнала нисходящей линии связи. Таким образом, контроллер 44 QMS контролирует состояния радиоканала восходящей линии связи с помощью обычных измерений качества радиоканала, например, таких как отношение сигнал-шум (SIR), уровень принятого сигнала (RSSI), частота появления ошибочных бит (BER), частота появления ошибочных кадров (FER) и т.д.

Если состояния радиоканала восходящей линии связи не удовлетворительны на основе некоторого параметра(ов) оценки, то контроллер 44 QMS может сигнализировать одному или нескольким HTU, участвующим в выполнении этапа измерения субъективного качества сигнала нисходящей линии связи для преобразования принятого тестового потока в соответствующий файл данных (этап S5) и возврата этого файла обратно контроллеру 44 QMS через беспроводной интерфейс, например, как часть файла журнала. Как показано на Фиг.6, тестовый речевой поток обычно передается через речевое соединение, то есть соединение устанавливается для переноса речи, как показано между этапами S1 и S2 и между этапами S4 и S5. Таким образом этапы S1-S4 идентичны этапам, описанным со ссылкой на Фиг.5. Но на этапе S5 принятый тестовый сигнальный поток преобразуется в пакеты данных и сохраняется как файл данных. На этапе S6 файл данных передается через соединение передачи данных, то есть устанавливается соединение для передачи данных, а не речи, как части файла журнала HTU. Файл данных более устойчив к неудовлетворительным состояниям радиоканала, поскольку он может быть кодирован с избыточными битами и с обнаружением ошибок и/или исправлением ошибок в сети радиодоступа до передачи его контроллеру QMS. Сервер 42 FTP преобразует файл данных обратно в речевой поток, который действительно был принят в HTU, и посылает речевой поток контроллеру 44 QMS для использования в определении субъективного качества восходящей линии связи (этап S6). За счет передачи принятого тестового сигнала как файла данных можно избежать воздействия неудовлетворительных состояний радиоканала в направлении восходящей линии связи, так что контроллер 44 QMS может точно устранить данные субъективного качества восходящей линии связи из комбинированного принятого сигнала для обеспечения более точного вычисления субъективного качества нисходящей линии связи с помощью процедур на этапах S7 и S8, которые описаны со ссылкой на Фиг.5.

После выполнения большого количества измерений результаты, сохраненные в памяти 50 базы данных QMS, могут быть обработаны приложением 54 представления и/или приложением 56 отчета для обеспечения оператора полезной информацией для управления качеством системы мобильной связи. Информация о субъективном качестве, обеспеченная большим числом HTU, предпочтительно ассоциирована в базе данных 50 с географическим местоположением в системе мобильной связи и определенным временем. Отображение карты, как показано на Фиг.7, может быть сформировано на пульте 52 оператора с помощью приложения 54 представления. В алгоритме PESQ воспринятое речевое качество может иметь значения от 1 до 6, где 1 означает неприемлемое качество, а 6 - превосходное качество. С этими значениями ассоциированы цвета, например красный для 1, коричневый для 2, желтый для 3, синий для 5 и зеленый для 6. Пунктирные точки по различным маршрутам перемещения мобильной станции окрашены в соответствии с описанной выше схемой. Статистические тренды и характеристики могут быть проанализированы, и процедуры оптимизации могут быть выполнены на основе этой статистики и статистических трендов. Например, большое количество статистических данных, относящихся к субъективному качеству сигнала, может быть использовано для идентификации местоположений с удовлетворительным покрытием или с временем, например, для часа пик. Оператор может реагировать на это увеличением мощности сигнала в идентифицированные интервалы времени или для местоположений, добавляя дополнительные базовые станции и т.д.

В предпочтительных вариантах осуществления QMS является независимой системой. То есть QMS работает независимо от инфраструктуры беспроводной сети провайдера беспроводных услуг, тем самым устраняется необходимость в дорогостоящих изменениях в инфраструктуре беспроводной сети провайдера беспроводных услуг и необходимость в обширном совместном тестировании, чтобы получить систему, выполняющую дополнительные функции, описанные выше. Это уменьшает затраты на реализацию и поддержку. Это также позволяет просто интегрировать QMS в существующие беспроводные сети. При этом функциональность QMS может быть, при необходимости, реализована в одной или нескольких существующих сетях.

Настоящее изобретение может быть реализовано в аппаратном, программном обеспечении или в сочетании аппаратного и программного обеспечения, и может быть реализовано централизованным методом на одной компьютерной системе или распределенным методом, где различные элементы распределены по различным взаимосвязанным компьютерным системам. Может быть использован любой вид компьютерной системы или другое устройство, предназначенное для выполнения описанных способов. Обычная комбинация аппаратных и программных средств может быть компьютерной системой общего назначения с вычислительной программой, которая при загрузке и исполнении управляет вычислительной системой так, что она выполняет описанные способы.

Приведенное выше описание не должно трактоваться таким образом, что любой конкретный элемент, этап, диапазон или функция являются существенными так, что это должно быть включено в объем пунктов формулы изобретения. Объем заявленного изобретения определен только формулой изобретения. Объем правовой охраны определен признаками формулы изобретения и их эквивалентами.

Claims (22)

1. Способ получения крупномасштабных измерений субъективного качества сигнала для системы (20) мобильной радиосвязи, включающей в себя большое количество портативных тестовых блоков (22) радиосвязи, расположенных в различных местоположениях в системе мобильной радиосвязи, и обеспечивающей абонентов услугами беспроводной связи, причем, по меньшей мере, группа портативных тестовых блоков (22) сохраняет первую копию тестового речевого потока или потока видеосигнала, и сервер (24) системы контроля качества, сохраняющий вторую копию упомянутого тестового речевого потока, осуществляет связь с портативными тестовыми блоками через сеть радиодоступа, содержащий этапы, на которых:
каждый портативный тестовый блок (22) группы передает по беспроводному интерфейсу в сервер (24) системы контроля качества первую копию потока тестового сигнала;
каждый портативный тестовый блок (22) группы принимает по беспроводному интерфейсу вторую копию потока тестового сигнала, посланную сервером (24) системы контроля качества, и возвращает обратно принятую вторую копию потока тестового сигнала в сервер (24) системы контроля качества, и
сервер (24) системы контроля качества определяет субъективное качество сигнала восходящей линии связи для каждого портативного тестового блока (22) группы на основе сравнения сохраненной второй копии потока тестового сигнала и принятой первой копии потока тестового сигнала от портативного тестового блока (22) группы,
сервер (24) системы контроля качества определяет субъективное качество сигнала нисходящей линии связи для каждого портативного тестового блока (22) группы на основе сравнения сохраненной и возвращенной второй копии потока тестового сигнала от портативного тестового блока (22).

2. Способ по п.1, в котором сервер (24) системы контроля качества сохраняет множество значений субъективного качества сигнала восходящей линии связи и значений субъективного качества сигнала нисходящей линии связи, ассоциированных с каждым портативным тестовым блоком (22) группы, из которых определяют общие значения субъективного качества сигнала для различных местоположений в системе (20) мобильной радиосвязи.

3. Способ по п.1, в котором поток тестового сигнала представляет собой речевой сигнал и в котором ассоциированное субъективное качество сигнала определяют с использованием алгоритма перцепционного определения качества речи (PESQ).

4. Способ по п.1, в котором каждый портативный тестовый блок (22) группы сохраняет время и географическое местоположение каждый раз, когда портативный тестовый блок (22) посылает копию потока тестового сигнала.

5. Способ по п.1, дополнительно содержащий этапы, на которых
сохраняют в базе (26) данных для каждого портативного тестового блока (22) группы измерение субъективного качества сигнала, время, ассоциированное с измерением субъективного качества сигнала, и географическое местоположение, ассоциированное с измерением субъективного качества сигнала.

6. Способ по п.5, дополнительно содержащий этапы, на которых
обеспечивают оператора информацией о качестве сигнала, ассоциированной с различными временами и местоположениями в системе (20) мобильной радиосвязи, на основе информации, сохраненной в базе (26) данных.

7. Способ по п.1, в котором портативный тестовый блок (22) группы принимает вторую копию потока тестового сигнала, преобразует принятую вторую копию потока тестового сигнала в файл данных и возвращает файл данных серверу (24) системы контроля качества,
при этом сервер (24) системы контроля качества преобразует возвращенный обратно файл во вторую копию потока тестового сигнала, принятую в портативном тестовом блоке (22), и определяет субъективное качество сигнала нисходящей линии связи для портативного тестового блока (22) на основе сравнения сохраненной второй копии речевого сигнала или видеосигнала и преобразованного файла данных, принятой от портативного тестового блока (22).

8. Способ по п.1, в котором каждый портативный тестовый блок (22) группы посылает свое текущее местоположение и скорость перемещения в сервер (24) системы контроля качества,
при этом сервер (24) системы контроля качества и каждый портативный тестовый блок (22) группы делят копию потока тестового сигнала на части, причем размер части основан на местоположении или скорости портативного тестового блока (22), и посылают копию потока тестового сигнала в виде множества частей, а не как одну копию потока сигнала, и
каждый портативный тестовый блок (22) группы возвращает обратно принятые части второй копии потока тестового сигнала в сервер (24) системы контроля качества, причем сервер (24) системы контроля качества повторно компонует вторую копию потока тестового сигнала с использованием возвращенных частей.

9. Способ по п.1, дополнительно содержащий этапы, на которых
предотвращают эхо-компенсацию возвращенной второй копии потока тестового сигнала.

10. Способ по п.1, в котором сервер (24) системы контроля качества удаляет сохраненный поток тестового сигнала из возвращенной второй копии потока тестового сигнала и сравнивает оставшийся сигнал с сохраненной второй копией потока тестового сигнала для определения субъективного качества сигнала нисходящей линии связи.

11. Портативный тестовый блок (22) радиосвязи для использования при измерении субъективного качества услуг, обеспечиваемых системой (22) мобильной радиосвязи, содержащий
приемопередающую схему (32) для передачи сигналов через беспроводной интерфейс, память (38) и процессор (30), отличающийся тем, что
память (38) предназначена для хранения речевого или видеопотока и
процессор (30) предназначен для
определения местоположения портативного тестового блока (22) и времени, ассоциированного с событием измерения субъективного качества;
передачи информации о местоположении и времени на сервер (24) системы контроля качества через приемопередающую схему (32) вместе с сохраненным речевым или видеопотоком;
возвращения речевого или видеопотока, действительно принятого с сервера (24) системы контроля качества через приемопередающую схему (32) для обеспечения возможности серверу (24) системы контроля качества определить субъективное качество речевого или видеосигнала восходящей линии связи, ассоциированное с местоположением, временем и речевым или видеопотоком, посланным портативным тестовым блоком (22), и определить субъективное качество речевого или видеосигнала нисходящей линии связи, ассоциированное с переданным местоположением и временем и речевым или видеопотоком, возвращенным портативным тестовым блоком (22).

12. Портативный тестовый блок по п.11, дополнительно содержащий
обнаружитель (36) местоположения для определения текущего местоположения портативного тестового блока.

13. Портативный тестовый блок по п.11, в котором процессор (30) предназначен для деления речевого или видеопотока на части, размер которых основан на местоположении или скорости портативного тестового блока (22), и передачи сохраненного речевого или видеопотока в виде множества частей, а не как один поток сигнала; и
в котором процессор (30) предназначен для возврата принятых частей из речевого или видеопотока, принятого с сервера (24) системы контроля качества, обратно на сервер (24) системы контроля качества.

14. Портативный тестовый блок по п.11, в котором процессор (30) предназначен для преобразования принятого потока тестового сигнала в файл данных и передачи файла данных на сервер (24) системы контроля качества.

15. Сервер (24) системы контроля качества для использования при измерении субъективного качества услуг, обеспечиваемых системой (20) мобильной радиосвязи, содержащий:
интерфейс (41) для осуществления связи с множеством портативных тестовых блоков (22) радиосвязи;
память для хранения речевого или видеопотока и информации о субъективном качестве сигнала и
контроллер (44), соединенный с интерфейсом (41) и памятью и предназначенный для:
определения местоположения каждого портативного тестового блока (22);
приема от каждого портативного тестового блока (22) передаваемой версии речевого или видеопотока;
определения субъективного качества восходящей линии связи, ассоциированного с каждым портативным тестовым блоком (22), на основе сравнения переданной версии речевого или видеопотока и сохраненной версии речевого или видеопотока;
передачи версии речевого или видеопотока каждому портативному тестовому блоку (22);
приема каждым портативным тестовым блоком (22) возвращенной версии речевого или видеопотока;
определения субъективного качества нисходящей линии связи, ассоциированного с каждым портативным тестовым блоком (22), на основе переданной версии речевого или видеопотока и возвращенной версии речевого или видеопотока.

16. Сервер системы контроля качества по п.15, в котором контроллер (44) предназначен для сохранения множества значений субъективного качества восходящей линии связи и значений субъективного качества нисходящей линии связи, ассоциированных с каждым портативным тестовым блоком (22), из которых определяют полное субъективное качество, ассоциированное с каждым портативным тестовым блоком (22), для местоположения или области в системе (20) мобильной радиосвязи для конкретного временного кадра.

17. Сервер системы контроля качества по п.15, в котором контроллер предназначен для определения субъективного качества с использованием алгоритма перцепционного определения качества речи (PESQ).

18. Сервер системы контроля качества по п.15, в котором контроллер (44) предназначен для приема от каждого из портативных тестовых блоков (22) времени и географического местоположения каждый раз, когда портативный тестовый блок (22) передает версию речевого или видеопотока, причем сервер (24) системы контроля качества дополнительно содержит
базу (26) данных, предназначенную для хранения для каждого портативного тестового блока, измерения субъективного качества сигнала, времени, ассоциированного с измерением субъективного качества сигнала, и географического местоположения, ассоциированного с измерением субъективного качества сигнала.

19. Сервер системы контроля качества по п.18, дополнительно содержащий
интерфейс (18) оператора для обеспечения оператора информацией о субъективном качестве услуг для множества местоположений и времен в системе (20) мобильной радиосвязи на основе информации, сохраненной в базе (26) данных.

20. Сервер системы контроля качества по п.15, в котором контроллер (44) предназначен для приема от каждого портативного тестового блока (22) файла данных, соответствующего речевому или видеосигналу, который принят портативным тестовым блоком от сервера системы контроля качества, и для преобразования файла данных обратно в речевой или видеопоток, принятый портативным тестовым блоком (22),
при этом сервер (24) системы контроля качества предназначен для определения субъективного качества сигнала нисходящей линии связи для каждого портативного тестового блока (22) на основе сохраненной версии речевого или видеопотока и преобразованного речевого или видеопотока.

21. Сервер системы контроля качества по п.15, в котором контроллер (44) предназначен для приема от каждого портативного тестового блока (22) текущего местоположения и скорости передвижения портативного тестового блока (22), и
контроллер (44) предназначен для деления версии речевого или видеопотока на части, размер которых основан на местоположении или скорости портативного тестового блока (22), и для передачи версии речевого или видеопотока в виде множества частей, а не как один поток сигнала, и
контроллер (44) предназначен для приема от каждого портативного тестового блока (22) возвращенных частей речевого или видеопотока, принятого портативным тестовым блоком (22), и для повторного сбора речевого или видеопотока с использованием принятых частей.

22. Сервер системы контроля качества по п.15, в котором контроллер (44) предназначен для удаления сохраненной версии речевого или видеопотока из возвращенной версии речевого или видеопотока и для сравнения оставшегося речевого или видеопотока с сохраненной версией речевого или видеопотока.

Images