思博倫通信搭建端到端拓撲仿真測試實驗室環(huán)境

面向客戶

手機制造商、行業(yè)終端制造商、終端參考設計廠商、模組廠商及芯片廠商等

用戶需求

對于VoNR業(yè)務的測試關注點主要在各種條件下的音視頻質(zhì)量上。傳統(tǒng)的終端VoNR測試一般以綜測儀為主，對單臺終端進行功能和音頻質(zhì)量測試，其中音頻質(zhì)量測試，通常會結(jié)合人工頭配合消音室的方案，多用于認證實驗室。

實際的網(wǎng)絡中無線信號質(zhì)量受各種多普勒頻偏，衰減，噪聲，時延，相關性等因素的影響，通信網(wǎng)絡在有線側(cè)受到長距離傳輸時延、丟包、抖動、亂序、流量微突發(fā)等影響，而且這些因素時刻變化著，無法復現(xiàn)，結(jié)合真實網(wǎng)絡和各種使用場景，提供更好的用戶體驗，成為了日常測試中的難點。

基于上述需求，大量用戶開始考慮以下更真實的測試場景：

多終端撥打VoNR語音視頻通話（真實終端間通話）

語音/視頻通話時保持數(shù)據(jù)傳輸

基于上面的語音/視頻通話，進行音視頻質(zhì)量的評估

基于上面的質(zhì)量評估，在有線和無線分別加入損傷（信道模型），仿真真實使用場景

基于上面的損傷模型，加入各種切換復雜場景如基站間切換、核心網(wǎng)間切換等，再評估語音/視頻通話質(zhì)量

測試方案

通過思博倫通信基于場景的5G端到端仿真測試實驗室環(huán)境，我們搭建了完整的端到端拓撲，可以給客戶定制VoNR的測試方案、計劃，執(zhí)行測試并輸出專業(yè)化測試報告。

被測設備

終端設備–基于不同芯片方案的多臺手機終端

仿真測試平臺

核心網(wǎng) – Spirent Landslide，全面仿真5G核心網(wǎng)（單網(wǎng)元、多網(wǎng)元、UPF單獨下沉等）以及不同切片場景

基站 – 真實5G基站（商用設備，多種硬件配置，可以很靈活、經(jīng)濟地擴展到多小區(qū)環(huán)境）衛(wèi)星信號仿真器 – Spirent GSS7000，為基站提供高精度時鐘，也可為被測終端提供衛(wèi)星導航信號仿真或高精度差分定位信息仿真等信道仿真器 – Spirent Vertex，仿真無線信號傳播場景（多徑、惡劣天氣、高速運動等）網(wǎng)絡損傷儀 – Spirent Attero， 仿真有線網(wǎng)絡各種損傷場景（長距離傳輸時延、丟包、抖動、亂序、流量微突發(fā)等）音視頻質(zhì)量評估儀表 – Spirent Umetrix， 提供端到端語音質(zhì)量測試， 視頻流媒體和視頻通話質(zhì)量測試

圖1 VoNR測試拓撲示意圖

基于上述拓撲圖搭建的仿真測試環(huán)境可以提供真實的射頻信道環(huán)境以及網(wǎng)絡環(huán)境（包含核心網(wǎng)、有線網(wǎng)絡仿真等），可以完成如下測試能力：

多終端在5G網(wǎng)絡中進行端到端的VoNR語音視頻通話

在進行VoNR業(yè)務的同時進行Internet訪問

信道仿真儀模擬射頻衰落場景/網(wǎng)絡損傷儀模擬IP網(wǎng)絡損傷場景

支持端到端語音質(zhì)量測試（POLQA MOS）、端到端語音延時測試（毫秒級精度）

支持視頻流媒體和視頻通話質(zhì)量測試（流暢度/全參考PEVQ/無參考三種算法）

測試過程

首先，通過5G端到端仿真測試自動化平臺進行環(huán)境準備，對各個網(wǎng)元和儀表進行初始化，等待手機駐網(wǎng)后。

STEP 1： 手機A呼叫手機B，手機B振鈴且接聽

圖2 手機語音呼叫

STEP 2： 切換到視頻通話

圖3 視頻通話

STEP 3： 視頻通話的同時進行Internet連接

圖4 Internet連接

STEP 4： 進行音視頻的質(zhì)量評估音頻質(zhì)量：

圖5 理想信道音頻質(zhì)量測試

接下來我們用Umetrix Voice-Nomad UX測一下實際的VoNR通話質(zhì)量。上圖為Umetrix Voice的界面，使用ITU標準的POLQA算法計算語音MOS值。軟件界面上現(xiàn)在顯示的就是兩個手機通話的實時MOS分。MOS分的范圍為1 - 4.75分，分值越高代表語音質(zhì)量越好，在理想情況下寬帶通話的MOS分穩(wěn)定在3.8分以上。視頻質(zhì)量：

圖6 理想信道視頻質(zhì)量測試

Umetrix Video無參考算法可以準實時的評價VoNR視頻通話的視頻質(zhì)量。我們先看一下理想環(huán)境下的視頻通話質(zhì)量。藍色曲線是代表每一幀畫面質(zhì)量的MOS分，如果出現(xiàn)紅色柱狀圖則代表了畫面出現(xiàn)了卡頓。在理想信道下視頻沒有出現(xiàn)卡頓，所以沒有紅色柱狀圖出現(xiàn)。STEP 5： 在自動化平臺加入信道損傷，從理想信道很容易通過自動化平臺的方式切換到密集城區(qū)有高層建筑物遮擋所帶來的信號衰落模型。

接下來看看加入信道損傷后的音視頻質(zhì)量： 音頻質(zhì)量：

圖7 加損后的音頻質(zhì)量測試

可以看到加入損傷后，MOS值從3.8掉到了3.4左右。

視頻質(zhì)量：

圖8 加損后的視頻質(zhì)量測試

如果出現(xiàn)紅色柱狀圖則代表了畫面出現(xiàn)了卡頓。我們加入信道模型，就很容易的看到畫面卡頓現(xiàn)象的產(chǎn)生。測試完成后，算法也會根據(jù)畫面質(zhì)量和卡頓的情況給出視頻通話的綜合QoE以及MOS。

方案價值

商用5G網(wǎng)絡及實驗網(wǎng)中VoNR環(huán)境需要相對較多的協(xié)調(diào)工作，本實驗室仿真環(huán)境盡可能真實地搭建出一個可重復可控的5G網(wǎng)絡環(huán)境。

可以構造出VoNR真實應用場景中的無線信道傳播環(huán)境、有線網(wǎng)絡損傷環(huán)境等，對多個真實終端間的端到端VoNR通話進行音視頻質(zhì)量評估，同時疊加數(shù)據(jù)業(yè)務進行測試。

網(wǎng)絡環(huán)境靈活可控，對于復雜的核心網(wǎng)場景、多基站場景、多終端場景均可通過擴展實現(xiàn)。

可以以TaaS測試即服務的方式提供，用時短（測試周期以“天”計算），方案報價靈活，適用于多次回歸驗證或短期性能驗證項目等場景。