端对端双向语音质量的测试方法、系统及语音测试服务器

摘要

本发明提供一种端对端双向语音质量的测试方法、系统及语音测试服务器，其中测试方法包括：在主叫用户终端向被叫用户终端传输预设媒体流文件时，语音质量测试服务器获取所述主叫用户终端发送的第一网络状况信息，所述第一网络状况信息表示所述主叫用户终端到所述被叫用户终端的语音通道的网络状况；在所述被叫用户终端将接收到的所述预设媒体流文件环回至所述主叫用户终端时，所述语音质量测试服务器获取所述被叫用户终端发送的第二网络状况信息，所述第二网络状况信息表示所述被叫用户终端到所述主叫用户终端的语音通道的网络状况，从而能够获取端对端双向网络参数。

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种IMS（IP Multimedia Subsystem， IP多媒体子系统）网络中端对端双向语音质量的测试方法、系统及语音测试 服务器。

背景技术

IMS体系架构增强了对基于IP流的可控和可管理性，代表了网络的发展 趋势。IMS的引入与接入、承载、控制、业务、支撑等网络的各层面相关， 同时也对终端改造、宽带的发展策略、运营模式带来挑战，因此各运营商需因 地制宜地根据需求加以选择。实现融合是一个长期的目标，涉及的因素很多。 IMS只是在网络和业务层面提供了融合技术的可能性，但还需要认真研究其可 行性、经济性、复杂性和可管理性。

由于IMS承载网络基于IP分组技术，但是IP城域网的稳定性在时延、丢 包和抖动方面不能有效保证VoIP语音质量。虽然IETF（Internet Engineering  Task Force，互联网工程任务组）已制定影响IP网络语音质量的几个关键指标 （时延、丢包和抖动）的RTCP（RTP Control Protocol，RTP控制协议）标准。

但是，根据RTCP标准并不能准确判断通话双向语音质量，这是因为最初 的RTCP标准规定通话单方仅能采集对端到本端的网络参数。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种端对端双向语音质量的测试方 法、系统及语音测试服务器，从而能够获取端对端双向网络参数。

为了达到上述目的，本发明提供一种端对端双向语音质量的测试方法，在 进行语音质量测试时，所述测试方法包括：

在主叫用户终端向被叫用户终端传输预设媒体流文件时，语音质量测试服 务器获取所述主叫用户终端发送的第一网络状况信息，所述第一网络状况信息 表示所述主叫用户终端到所述被叫用户终端的语音通道的网络状况；

在所述被叫用户终端将接收到的所述预设媒体流文件环回至所述主叫用 户终端时，所述语音质量测试服务器获取所述被叫用户终端发送的第二网络状 况信息，所述第二网络状况信息表示所述被叫用户终端到所述主叫用户终端的 语音通道的网络状况。

优选地，所述测试方法还包括：

所述语音质量测试服务器根据所述第一网络状况信息和第二网络状况信 息，得到所述主叫用户终端和所述被叫用户终端之间的本次通话的端对端双向 的网络状况信息。

优选地，在所述主叫用户终端接收到全部的环回媒体流文件后，所述测试 方法还包括：

所述语音质量测试服务器接收所述主叫用户终端上传的环回媒体流文件；

所述语音质量测试服务器根据接收到的环回媒体流文件和所述预设媒体 流文件，得到所述主叫用户终端和被叫用户终端之间的本次通话的语音质量 MOS平均意见得分值。

优选地，在得到本次通话的语音质量MOS值之后，所述测试方法还包括：

所述语音质量测试服务器根据所述端对端双向的网络状况信息和所述本 次通话的语音质量MOS值，确定出引起本次通话的语音质量降低的故障点。

优选地，所述语音质量测试服务器与所述主叫用户终端和所述被叫用户终 端之间维持预设的心跳机制。

优选地，在语音质量测试开始时，所述测试方法还包括：

所述语音质量测试服务器向所述主叫用户终端发送语音测试命令，所述主 叫用户终端根据所述语音测试命令与所述被叫用户终端建立呼叫连接；

在呼叫连接建立后，所述语音质量测试服务器对承载呼叫连接的语音通道 进行语音质量测试。

为了达到上述目的，本发明还提供一种语音质量测试服务器，包括：

第一获取模块，用于在主叫用户终端向被叫用户终端传输预设媒体流文件 时，获取所述主叫用户终端发送的第一网络状况信息，所述第一网络状况信息 表示所述主叫用户终端到所述被叫用户终端的承载呼叫连接的语音通道的网 络状况；

第二获取模块，用于在所述被叫用户终端将接收到的所述预设媒体流文件 环回至所述主叫用户终端时，获取所述被叫用户终端发送的第二网络状况信 息，所述第二网络状况信息表示所述被叫用户终端到所述主叫用户终端的承载 呼叫连接的语音通道的网络状况。

优选地，所述语音质量测试服务器还包括：

第一处理模块，用于根据所述第一网络状况信息和第二网络状况信息，得 到所述主叫用户终端和所述被叫用户终端的本次通话的端对端双向的网络状 况信息。

优选地，所述语音质量测试服务器还包括：

接收模块，用于接收所述主叫用户终端上传的环回媒体流文件；

第二处理模块，用于根据接收到的所述环回媒体流文件和所述预设媒体流 文件，得到主叫用户终端和被叫用户终端之间的本次通话的语音质量MOS平 均意见得分值。

优选地，所述语音质量测试服务器还包括：

第三处理模块，用于根据所述端对端双向的网络状况信息和所述本次通话 的语音质量MOS值，确定出引起本次通话的语音质量降低的故障点。

优选地，所述语音质量测试服务器与所述主叫用户终端和所述被叫用户终 端之间维持预设的心跳机制。

优选地，所述语音质量测试服务器还包括：

语音测试模块，用于向所述主叫用户终端发送语音测试命令，所述主叫用 户终端根据所述语音测试命令与所述被叫用户终端建立呼叫连接；在呼叫连接 建立后，对承载呼叫连接的语音通道进行语音质量测试。

为了达到上述目的，本发明还提供一种端对端双向语音质量的测试系统， 包括：

如上述所述的语音测试服务器、以及至少两个用户终端，其中所述语音测 试服务器分别与所述用户终端连接。

由上述技术方案可知，本发明的实施例具有如下有益效果：首先，在主叫 用户终端向被叫用户终端传输预设媒体流文件时，语音质量测试服务器获取主 叫用户终端发送的第一网络状况信息，其中第一网络状况信息表示主叫用户终 端到被叫用户终端的承载呼叫连接的语音通道的网络状况；在被叫用户终端将 接收到的预设媒体流文件环回至主叫用户终端时，语音质量测试服务器获取被 叫用户终端发送的第二网络状况信息，第二网络状况信息表示被叫用户终端到 所述主叫用户终端的承载呼叫连接的语音通道的网络状况，从而能够获取端对 端的双向网络质量的状况，克服了传统技术仅能采集对端到本端的网络质量状 况的不足；

其次，主叫用户终端将接收到的被叫用户终端发送的环回媒体流文件上传 给语音质量测试服务器，由语音质量测试服务器根据环回媒体流文件和预设媒 体流文件计算得到本次通话的语音质量MOS（Mean Opinion Score，平均意见 得分）值，语音质量测试服务器能够根据本次通话的语音质量MOS值和端对 端双向网络质量状况的对比结果，初步诊断被叫端设备是否存在用户板杂音等 故障。

再次，语音质量测试服务器能够获取所管理网络的网络状况，当网络变差 时，可以通过告警等方式及时通知运维人员。

附图说明

图1表示本发明的实施例中端对端双向语音质量的测试方法流程图；

图2表示本发明的实施例中端对端双向语音质量的测试方法的时序图；

图3表示本发明的实施例中语音质量测试服务器的结构框图；

图4表示本发明的实施例中端对端双向语音质量的测试系统的结构图。

具体实施方式

在本发明的实施例中，在主叫用户终端向被叫用户终端传输预设媒体流文 件时，语音质量测试服务器获取主叫用户终端发送的第一网络状况信息，其中 第一网络状况信息表示主叫用户终端到被叫用户终端的承载呼叫连接的语音 通道的网络状况；在被叫用户终端将接收到的预设媒体流文件环回至主叫用户 终端时，语音质量测试服务器获取被叫用户终端发送的第二网络状况信息，第 二网络状况信息表示被叫用户终端到所述主叫用户终端的承载呼叫连接的语 音通道的网络状况。

为使本发明实施例的目的，技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明 实施例中的附图，对本发明的实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显 然，所描述的实施例是本发明的一部分，而不是全部的实施例。基于本发明中 的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其 他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，为本发明的实施例中端对端双向语音质量的测试方法流程图， 具体步骤如下：

步骤101、语音质量测试服务器向主叫用户终端发送语音测试命令；

在本发明的实施例中，主叫用户终端接收到语音测试命令后，主叫用户终 端根据语音测试命令与被叫用户终端建立呼叫连接，其中该语音测试命令中携 带有被叫用户终端的地址信息。

在本发明的实施例中，主叫用户终端和被叫用户终端除了具有语音呼叫能 力外，还同时具备语音质量测试的能力。该语音质量测试服务器用于控制用户 终端发起对语音通道的语音质量测试、分析引起语音质量降低的语音，以及确 定引起语音质量降低的具体节点或路径。

在本发明的实施例中，由于语音质量测试服务器（例如IADMS，综合接 入设备管理系统）需要主动发起语音质量测试，该主叫/被叫用户终端与语音 质量测试服务器之间必须保证至少一个通道可用。当主叫/被叫用户终端放置 在防火墙/NAT（Network Address Translation，网络地址转换）后面时，主叫/ 被叫用户终端和语音质量测试服务器之间需设置防火墙/NAT穿透和保活机 制，例如语音质量测试服务器与主叫用户终端和被叫用户终端之间维持预设的 心跳机制。

步骤102、在呼叫连接建立后，语音质量测试服务器对承载呼叫连接的语 音通道进行语音质量测试。

语音质量测试服务器负责与用户进行交互，用户可以手动发起端对端双向 语音质量测试，也可以定制任务批量发起端对端双向语音质量测试。

步骤103、在主叫用户终端向被叫用户终端传输预设媒体流文件时，语音 质量测试服务器获取主叫用户终端发送的第一网络状况信息；

例如：主叫用户终端和被叫用户终端通话建立后，主叫用户终端向被叫用 户终端播放一预设的录音文件，在通话过程中，主叫用户终端定期将采集的主 叫用户终端到被叫用户终端的网络状况以RTCP报文格式发送给语音质量测 试服务器，其中RTCP报文的内容包括：时延、丢包和抖动统计数据。

在本发明的实施例中，该第一网络状况信息表示主叫用户终端到被叫用户 终端的承载呼叫连接的语音通道的网络状况，该第一网络状况信息可采用 RTCP报文的格式，包括：时延、丢包和抖动统计数据等。

在本发明的实施例中，主叫用户终端接收到语音质量测试服务器的语音测 试命令后，自动向被叫用户终端发起呼叫，该呼叫携带SIP from头字段私有参 数，用来向被叫用户终端指示该呼叫时语音质量测试呼叫。

步骤104、在被叫用户终端将接收到的预设媒体流文件环回至主叫用户终 端时，语音质量测试服务器获取被叫用户终端发送的第二网络状况信息；

在本发明的实施例中，该第二网络状况信息表示被叫用户终端到主叫用户 终端的承载呼叫连接的语音通道的网络状况，该第二网络状况信息可采用 RTCP报文的格式，包括：时延、丢包和抖动统计数据等；呼叫连接建立后， 被叫用户终端判断出此次呼叫连接是语音质量测试呼叫时，被叫用户终端会将 接收到的预设媒体流文件通过环回通道环回到主叫用户终端，例如通过TG设 备（中继设备）的E1环回或IAD设备（综合接入设备）的SLIC接口环回。

环回通道是被叫用户终端与主叫用户终端之间的语音通道，表示媒体流文 件从主叫用户终端传输至被叫用户终端后，又从被叫用户终端返回至主叫用户 终端的自环通道，在本发明的实施例中，被叫用户终端可将从发送通道接收到 的预设媒体流文件再环回到发送通道，利用发送通道将环回媒体流文件环回至 主叫用户终端，通过采用相同的通道，可便于后续进行语音质量的对比分析。

步骤105、语音质量测试服务器根据第一网络状况信息和第二网络状况信 息，得到主叫用户终端和被叫用户终端的本次通话的端对端双向的网络状况信 息。

在本发明的实施例中，语音质量测试服务器根据收到的第一网络状况信息 和第二网络状况信息进行信息汇总，例如汇总网络时延、丢包和抖动信息，以 评估网络质量。

步骤106、在主叫用户终端接收到全部的环回媒体流文件后，语音质量测 试服务器接收主叫用户终端上传的环回媒体流文件；

在本发明的实施例中，主叫用户终端将接收到的环回媒体流文件保存成预 定格式的音频文件（例如WAV格式）。当通话停止后，主叫用户终端向语音 质量测试服务器上传该音频文件。

步骤107、语音质量测试服务器根据接收到的环回媒体流文件和预设媒体 流文件，得到主叫用户终端和被叫用户终端之间的本次通话的语音质量MOS 值。

在本发明的实施例中，可采用客观语音质量评估（Perceptual Evaluation of  Speech Quality，简称PESQ）方法，其对语音的测试可通过现有的测试仪器或 软件，分别对原始语音（预设媒体流文件）和经过系统处理后有衰退的语音（环 回媒体流文件）进行对比而得以实现。

在本发明的另一实施例中，为保证语音质量MOS值计算准确，主叫用户 终端播放媒体流文件前插入一段DTMF（Dual-Tone Multifrequency，双音多 频）音，播放结束后再插入一段DTMF音，并且保证播放的播放媒体流文件 中不包含上述DTMF音。主叫用户终端收到环回媒体流文件后切除通话开始 的DTMF音和通话结束时的DTMF音，从而使保存的环回媒体流文件与播放 的预设媒体流文件内容保证一致。

通过主叫用户终端将收到的环回媒体流文件上传至语音质量测试服务器， 由语音质量测试服务器计算出本次通话的语音质量MOS值，能够有效节省主 叫用户终端的运行资源。

步骤108、语音质量测试服务器根据端对端双向的网络状况信息和本次通 话的语音质量MOS值，确定出引起本次通话的语音质量降低的故障点。

语音质量测试服务器收到环回媒体流文件后开始计算本次通话的语音质 量MOS值，同时分析本次通话端对端双向网络状况，如果发现网络异常或设 备异常，则将结果以告警等形式推送到用户。

语音质量测试服务器为了计算网络时延、抖动和丢包对语音质量的影响情 况，还需要知道主叫用户终端和被叫用户终端对上述网络参数波动的补偿处理 能力，这些信息在用户终端向语音质量测试注册包中携带。

ITUT对VoIP业务对网络QoS有要求，例如端到端的延时小于150ms， 延时抖动小于30ms，丢包率小于1％的情况下，可保证语音业务的服务质量， 否则语音质量将下降。

如果网络质量引起的语音质量的下降数值与通话质量MOS值的下降数值 要小很多，则可以初步判断被叫用户终端的用户线路部分存在问题。若网络质 量指标没有明显恶劣变差的情况时，语音质量明显降低，经过多次统计可得出 上述结论。

虽然上文描述的过程流程包括以特定顺序出现的多个操作，但是应该清楚 了解，这些过程可以包括更多或更少的操作，这些操作可以顺序执行或并行执 行（例如使用并行处理器或多线程环境）。

由上述技术方案可知，本发明的实施例具有如下有益效果：首先，在主叫 用户终端向被叫用户终端传输预设媒体流文件时，语音质量测试服务器获取主 叫用户终端发送的第一网络状况信息，其中第一网络状况信息表示主叫用户终 端到被叫用户终端的承载呼叫连接的语音通道的网络状况；在被叫用户终端将 接收到的预设媒体流文件环回至主叫用户终端时，语音质量测试服务器获取被 叫用户终端发送的第二网络状况信息，第二网络状况信息表示被叫用户终端到 所述主叫用户终端的承载呼叫连接的语音通道的网络状况，从而能够获取端对 端的双向网络质量的状况，克服了传统技术仅能采集对端到本端的网络质量状 况的不足；

其次，主叫用户终端将接收到的被叫用户终端发送的环回媒体流文件上传 给语音质量测试服务器，由语音质量测试服务器根据环回媒体流文件和预设媒 体流文件计算得到端对端的语音质量MOS（Mean Opinion Score，平均意见得 分），语音质量测试服务器能够根据端对端的语音质量MOS和端对端双向网 络质量状况的对比结果，初步诊断被叫端设备是否存在用户板杂音等故障。

再次，语音质量测试服务器能够获取所管理网络的网络状况，当网络变差 时，可以通过告警等方式及时通知运维人员。

参见图2，为本发明的实施例中端对端双向语音质量的测试方法的时序 图，本实施例以语音质量测试服务器指示主叫用户终端向被叫用户终端发起呼 叫，主叫用户终端和被叫用户终端分别对建立的语音通道进行语音质量测试为 例，对语音质量测试服务器控制主叫用户终端发起呼叫及语音质量测试的具体 过程进行了描述。如图2所示，本实施例的方法具体包括如下步骤：

步骤1、语音质量测试服务器向主叫用户终端发送语音测试命令；

本实施例中，主叫用户终端和被叫用户终端之间发起并建立呼叫连接，对 语音通道进行语音质量的测试过程中均在语音质量测试服务器的控制下进行。 该语音质量测试服务器可以对应通信系统中多个用户终端，并同时对多个用户 终端彼此间的语音测试进行集中监控。

具体地，在语音质量测试服务器中，可根据对应的多个用户终端的实际情 况和语音测试需求，对各用户终端彼此间互相发起呼叫语音测试的顺序、时间 以及具体方式进行预先的配置。基于该预先配置的信息，语音质量测试服务器 可以在配置信息中指定的时间，向指定的语音终端发送预设的语音测试命令， 从而指示此次测试呼叫的开始。

进一步地，当需要测试的语音通道较多时，语音测试服务器还可以通过在 配置信息中合理的分配对各路语音进行测试的时间、周期，有序地进行对各语 音终端彼此间的语音通道的语音质量测试。

在本实施例中，以语音测试服务器根据配置信息向主叫用户终端发送语音 测试命令，指示主叫用户终端向被叫用户终端发起呼叫，并对建立的语音通道 进行语音质量测试为例，对本发明实施例的语音质量测试方法进行描述。具体 地，语音测试服务器发送的语音测试命令中可以携带用于指示主叫用户终端进 行呼叫及进行语音质量测试操作的相关指示信息，例如被叫用户终端的标识信 息等。根据该被叫用户终端的标识信息，主叫用户终端能够得知此次发起呼叫 以及进行语音测试的对端，从而在语音测试命令中指示下可以进行相应的操 作。

当然可以理解的是，在本发明的实施例中，根据实际的需求，下发给主叫 用户终端的语音测试命令还可以包含更多的信息，以用于指示主叫用户终端进 行相关的操作，从而对主叫用户终端的呼叫过程及语音质量测试过程进行更好 的控制，而本发明的实施例并不对此进行具体限制。

步骤2、主叫用户终端向被叫用户终端发起呼叫，并建立连接；

也就是，在主叫用户终端根据接收到的语音测试命令之后，根据该语音测 试命令中携带的被叫用户终端的标识信息，向指定的被叫用户终端发起呼叫， 并在发起呼叫后建立与被叫用户终端的呼叫连接。

步骤3、主叫用户终端向被叫用户终端发送预设媒体流文件；

也就是，建立了主叫用户终端和被叫用户终端之间的呼叫连接后，主叫用 户终端和被叫用户终端将分别对建立的语音通道进行语音质量的评估测试，并 分别将各自测试的语音质量等级信息返回给语音质量测试服务器进行测试分 析。

步骤4~步骤5、被叫用户终端将接收到的预设媒体流文件环回至主叫用户 终端；

如图4所示，可设置成TG（中继设备）设备的E1接口环回或IAD（总 和接入设备）设备的SLIC接口环回。

步骤6、主叫用户终端向语音测试服务器发送主叫用户终端到被叫用户终 端的语音通道的第一网络状况信息；

步骤7、被叫用户终端向语音测试服务器发送被叫用户终端到主叫用户终 端的语音通道的第二网络状况信息；

步骤8、预设媒体流文件播放完成后，主叫用户终端向被叫用户终端发送 停止通话的消息；

步骤9、主叫用户终端将接收到的环回媒体流文件上传至语音测试服务 器；

步骤10、语音质量测试服务器计算本次通话的语音质量MOS平均意见得 分值；

语音质量测试服务器根据接收到的环回媒体流文件和所述预设媒体流文 件，得到所述主叫用户终端和被叫用户终端之间的本次通话的语音质量MOS 平均意见得分值。

参见图3，为本发明的实施例中语音质量测试服务器的结构框图，该语音 质量测试服务器包括：

第一获取模块31，用于在主叫用户终端向被叫用户终端传输预设媒体流 文件时，获取所述主叫用户终端发送的第一网络状况信息，所述第一网络状况 信息表示所述主叫用户终端到所述被叫用户终端的承载呼叫连接的语音通道 的网络状况；

第二获取模块32，用于在所述被叫用户终端将接收到的所述预设媒体流 文件环回至所述主叫用户终端时，获取所述被叫用户终端发送的第二网络状况 信息，所述第二网络状况信息表示所述被叫用户终端到所述主叫用户终端的承 载呼叫连接的语音通道的网络状况。

在本发明的另一实施例中，语音质量测试服务器还包括：

第一处理模块33，用于根据所述第一网络状况信息和第二网络状况信息， 得到所述主叫用户终端和所述被叫用户终端的本次通话的端对端双向的网络 状况信息。

在本发明的另一实施例中，语音质量测试服务器还包括：

接收模块34，接收所述主叫用户终端上传的环回媒体流文件；

第二处理模块35，用于根据接收到的环回媒体流文件和所述预设媒体流 文件，得到主叫用户终端和被叫用户终端之间的本次通话的语音质量MOS值。

在本发明的另一实施例中，语音质量测试服务器还包括：

第三处理模块，用于根据所述端对端双向的网络状况信息和所述本次通话 的语音质量MOS值，确定出引起本次通话的语音质量降低的故障点。

在本发明的另一实施例中，语音质量测试服务器与所述主叫用户终端和所 述被叫用户终端之间维持预设的心跳机制。

在本发明的另一实施例中，所述语音质量测试服务器还包括：

语音测试模块，用于向所述主叫用户终端发送语音测试命令，所述主叫用 户终端根据所述语音测试命令与所述被叫用户终端建立呼叫连接；在呼叫连接 建立后，对承载呼叫连接的语音通道进行语音质量测试。

参见图4，为本发明的实施例中端对端双向语音质量的测试系统的结构示 意图，该测试系统包括：如上所述的语音测试服务器41、以及至少两个用户 终端42、43，其中语音测试服务器41分别与用户终端42、43连接。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通 技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。