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CN112055378B - 窄带数字集群语音质量的判断方法和装置 - Google Patents

窄带数字集群语音质量的判断方法和装置 Download PDF

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CN112055378B CN201910484917.6A CN201910484917A CN112055378B CN 112055378 B CN112055378 B CN 112055378B CN 201910484917 A CN201910484917 A CN 201910484917A CN 112055378 B CN112055378 B CN 112055378B
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Abstract

本申请公开了一种窄带数字集群语音质量的判断方法和装置，包括：对于基站接收到的每个语音超帧，所述基站确定该语音超帧中嵌入式信令的误块率BLER；以及确定该语音超帧中语音同步字的误码率BER；根据所述嵌入式信令的误块率和所述语音同步字的误码率，确定所述语音超帧的等效语音质量。采用本发明，基站可以对上行接收的语音质量进行判断。

Description

窄带数字集群语音质量的判断方法和装置
技术领域
本发明涉及移动通信技术，特别是涉及一种窄带数字集群语音质量的判断方法和装置。
背景技术
专业数字集群(Professional digital trunking，PDT)标准是具有中国自主知识产权的窄带集群通信标准，着眼未来数字对讲技术发展之方向，可满足多数集群通信行业用户的需求。PDT标准充分考虑了中国国情，对国际上的成熟标准技术(如Tetra、P25、DMR、MPT1327等)进行了借鉴及创新设计，遵循高性价比、安全保密、大区制、可扩展和向后兼容的五大原则，有效的解决了多种应急通信网融合通信的问题。
PDT系统采用频率和时间分割的方法划分信道。频率分割是在给定的350MHz～390MHz频段内按12.5kHz信道间隔和10MHz收发间隔划分载波信道。进一步的，PDT系统分成若干个射频载波，每个射频载波再按照时间分为符号，帧和时隙。一个PDT突发由数据流调制的一段射频载波构成，代表了一个时隙的物理信道。逻辑信道是两方或多方之间通信的逻辑通道，逻辑信道可以分为两类：a)承载语音和数据信息的业务信道；b)承载信令的控制信道。
图1为通用突发结构示意图。如图1所示，通用突发结构中，每个突发都可能包含一个同步字，需要时也可以承载嵌入信令。一个symbol约等于208微秒，每个symbol等于2比特。每个突发包括两个108比特的有效载荷区和一个48比特同步字或嵌入信令区。每个突发的总时长为30ms，其中有效的264比特内容的时长是27.5ms，可以承载216比特的60ms压缩语音。
如果终端语音声码器使用20ms语音编码(72比特语音编码帧)，每个突发可以携带3个72比特语音编码帧(包括前向纠错)，再加上一个位于语音突发中间位置的48比特帧同步字或嵌入信令，就构成了一个264比特的语音突发帧。
当前系统，在语音超帧中不发同步字时会嵌入4个帧的嵌入式信令，用以进行群组主讲方身份识别指示和传输加密控制等重要信息。带嵌入式信令的语音突发有16比特的EMB校验，通过二次剩余码前向纠错进行校验，同时4个帧的嵌入式信令通过5比特CRC进行校验。
帧同步(SYNC)是位于突发中间位置的一个特殊比特序列。接收机可以使用一个匹配的滤波器来获取初始同步，用匹配相关器的输出来初始化符号恢复参数，补偿频偏和定时误差，以及确定突发的中心位置。一旦接收机同步到某一个信道，将利用同步字匹配来检测同步状态，并确定突发的类型。为达成这些目的，定义了以下同步字：下行语音、下行数据、上行语音、上行数据、独立反向信道(RC)信令、保留。所有发射类型的第一个突发都包含一个帧同步字，用来帮助目标接收机检测信号是否存在，获得比特同步和帧同步，确定突发的中心位置。后续的突发既可以包含同步也可以包含嵌入信令，具体取决于突发类型和上下文。
图2为现有的超帧结构示意图。如图2所示，语音传输以6个突发组成的超帧(360ms)为基本单位。超帧中的语音突发依次用字母A到F表示。其中，突发A是超帧的起始帧，携带语音同步字；突发B到F则携带嵌入信令。在通话时间内不断重复完整的时分多址(TDMA)超帧。
对于基站转发语音帧用户面，由于其直接透传，所以基站并不会对超帧中的语音携带进行解码。然而为了确保上行传输的可靠性，需要基站对上行接收的语音质量进行判断。针对该需求，目前尚未提出相应的实现方案。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种窄带数字集群语音质量的判断发送方法和装置，基站可以对上行接收的语音质量进行判断。
为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：
一种窄带数字集群语音质量的判断方法，包括：
对于基站接收到的每个语音超帧，所述基站确定该语音超帧中嵌入式信令的误块率BLER；以及确定该语音超帧中语音同步字的误码率BER；
根据所述嵌入式信令的误块率和所述语音同步字的误码率，确定所述语音超帧的等效语音质量。
较佳地，确定所述嵌入式信令的误块率包括：
所述基站对所述语音超帧中的嵌入式信令进行检测，根据检测出的嵌入式信令的循环冗余校验码CRC，对所述嵌入信令进行CRC校验，根据CRC校验结果，计算所述嵌入式信令对应的误块率。
较佳地，所述根据CRC校验结果，确定所述嵌入式信令的误块率包括：
如果所述嵌入信令的循环冗余校验码CRC校验通过，则该嵌入信令的误块率判定为0％，否则，判定为100％。
较佳地，所述确定该语音超帧中语音同步字的误码率包括：
如果所述基站检测到所述语音超帧包含语音同步字，则将该语音同步字与本地保存的协议标准中的相应语音同步字，按照比特位进行一致性比较，根据比较结果，得到该语音同步字的误码率；
如果所述基站检测到所述语音超帧没有包含语音同步字，且上一个相邻的语音超帧检测出语音同步字，则设置当前所述语音超帧中语音同步字的误码率与上一个语音超帧中语音同步字的误码率相同；
如果所述基站检测到所述语音超帧没有包含语音同步字，且上一个相邻的语音超帧没有检测出语音同步字，则设置当前所述语音超帧中语音同步字的误码率为100％。
较佳地，确定所述语音超帧的等效语音质量包括：
所述基站按照M等效＝a×SBER+b×QBLER，计算所述语音超帧的等效语音质量M等效；其中，SBER为所述语音同步字的误码率；QBLER为所述嵌入式信令的误块率；a为预设的误码率调整比例系数；b为预设的误块率调整比例系数；a+b＝1且a>b，当所述语音超帧没有包含语音同步字时，b为0，当所述语音超帧包含语音同步字时，a和b均不为0。
一种窄带数字集群语音质量的判断装置，设置于基站中，包括：
检测单元，对于基站接收到的每个语音超帧，确定该语音超帧中嵌入式信令的误块率BLER；以及确定该语音超帧中语音同步字的误码率BER；
判断单元，根据所述嵌入式信令的误块率和所述语音同步字的误码率，确定所述语音超帧的等效语音质量。
较佳地，所述检测单元确定所述嵌入式信令的误块率，包括：
所述基站对所述语音超帧中的嵌入式信令进行检测，并根据检测出的嵌入式信令的循环冗余校验码CRC，对所述嵌入信令进行校验，根据校验结果，计算所述嵌入式信令对应的误块率。
较佳地，所述检测单元根据校验结果，确定所述嵌入式信令的误块率，包括：
如果所述嵌入信令的循环冗余校验码CRC校验通过，则该嵌入信令的误块率判定为0％，否则，判定为100％。
较佳地，所述检测单元确定该语音超帧中语音同步字的误码率，包括：
如果所述基站检测到所述语音超帧包含语音同步字，则将该语音同步字与本地保存的协议标准中的相应语音同步字，按照比特位进行一致性比较，根据比较结果，得到该语音同步字的误码率；
如果所述基站检测到所述语音超帧没有包含语音同步字，且上一个相邻的语音超帧检测出语音同步字，则设置当前所述语音超帧中语音同步字的误码率与上一个语音超帧中语音同步字的误码率相同；
如果所述基站检测到所述语音超帧没有包含语音同步字，且上一个相邻的语音超帧没有检测出语音同步字，则设置当前所述语音超帧中语音同步字的误码率为100％。
较佳地，所述判断单元，确定所述语音超帧的等效语音质量包括：
所述基站按照M等效＝a×SBER+b×QBLER，计算所述语音超帧的等效语音质量M等效；其中，SBER为所述语音同步字的误码率；QBLER为所述嵌入式信令的误块率；a为预设的误码率调整比例系数；b为预设的误块率调整比例系数；a+b＝1且a>b，当所述语音超帧没有包含语音同步字时，b为0，当所述语音超帧包含语音同步字时，a和b均不为0。
综上所述，本发明提出的窄带数字集群语音质量的判断方法和装置，对于基站接收到的每个语音超帧，通过对该语音超帧中的嵌入式信令的误块率BLER和语音同步字的误码率BER进行检测，然后结合这两者的检测结果，对该语音超帧的等效语音质量进行计算，使得基站能够对上行接收的语音质量进行判断，进而有利于网络侧进行相应的上行传输控制，确保上行传输的可靠性。
附图说明
图1为通用突发结构示意图；
图2为超帧结构示意图；
图3为本发明实施例的方法流程示意图；
图4为本发明实施例的装置结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。
图3为本发明实施例的方法流程示意图，如图3所示，该实施例实现的窄带数字集群语音质量的判断方法主要包括：
步骤301、对于基站接收到的每个语音超帧，所述基站确定该语音超帧中嵌入式信令的误块率BLER；以及确定该语音超帧中语音同步字的误码率BER。
本步骤中，基站对于其接收的每个语音超帧，需要对其中携带的嵌入式信令的误块率和语音同步字的误码率进行计算，以便在后续步骤中进一步根据两者的计算结果，对该语音超帧的传输质量进行判断。
较佳地，具体可以采用下述方法确定所述嵌入式信令的误块率：
所述基站对所述语音超帧中的嵌入式信令进行检测，根据检测出的嵌入式信令的循环冗余校验码CRC，对所述嵌入信令进行CRC校验，根据CRC校验结果，计算所述嵌入式信令对应的误块率。
如背景技术部分中所述，语音超帧中的嵌入式信令可由其中语音帧B、C、D、E、F中进行携带，这里，当基站从语音帧B、C、D、E、F中检测到嵌入式信令后，会在该语音超帧接收完成后判断所接收到的该嵌入信令的误块率，以作为后续判断该语音超帧传输质量的考量因素之一。
具体地，可以采用下述方法根据CRC校验结果，确定所述嵌入式信令的误块率：
如果所述嵌入信令的循环冗余校验码CRC校验通过，则该嵌入信令的误块率判定为0％，否则，判定为100％。
较佳地，区分语音超帧中是否检测到语音同步字的不同场景，步骤301中可以采用下述方法确定一个语音超帧中语音同步字的误码率：
情况1、如果所述基站检测到所述语音超帧包含语音同步字，则将该语音同步字与本地保存的协议标准中的相应语音同步字，按照比特位进行一致性比较，根据比较结果，得到该语音同步字的误码率。
这里，在实际应用中，基站激活后，会持续在上行频点进行滑动窗检测，对上行的4种SYNC类型(语音、数据、RC、保留)，分别进行噪声估计和SYNC同步检测，最后根据匹配相关峰、噪声估计等来确定SYNC的类型或者不存在SYNC。当基站检测到匹配相关峰超过预设门限后，则认为基站检测出SYNC字。
一旦基站检测出语音SYNC字，则基站将相关峰定时位置左右48比特取出，并和协议标准语音同步字进行每比特位对比，便可获得该语音SYNC字的误码率(BER)。
情况2、如果所述基站检测到所述语音超帧没有包含语音同步字，且上一个相邻的语音超帧检测出语音同步字，则设置当前所述语音超帧中语音同步字的误码率与上一个语音超帧中语音同步字的误码率相同。
这里，考虑到信道状态的连续性，直接利用上一个语音超帧中语音同步字的误码率设置当前语音超帧中语音同步字的误码率，以便较大程度地与实际信道状况相匹配。
情况3、如果所述基站检测到所述语音超帧没有包含语音同步字，且上一个相邻的语音超帧没有检测出语音同步字，则设置当前所述语音超帧中语音同步字的误码率为100％。
这里考虑到如果连续两个语音超帧没有检测出语音同步字，说明当前信号较差语音同步字的误码率为100％的概率较大，因此，此时直接设置当前所述语音超帧中语音同步字的误码率为100％，以便较大程度地与实际信道状况相匹配。
步骤302、根据所述嵌入式信令的误块率和所述语音同步字的误码率，确定所述语音超帧的等效语音质量。
较佳地，为了提高等效语音质量的准确性，可以采用下述方法确定所述语音超帧的等效语音质量：
所述基站按照M等效＝a×SBER+b×QBLER，计算所述语音超帧的等效语音质量M等效；其中，SBER为所述语音同步字的误码率；QBLER为所述嵌入式信令的误块率；a为预设的误码率调整比例系数；b为预设的误块率调整比例系数；a+b＝1且a>b，当所述语音超帧没有包含语音同步字时，b为0，当所述语音超帧包含语音同步字时，a和b均不为0。
这里需要说明的是，发明人在提出本发明的过程中发现：在实际应用中，同步字的丢失比嵌入式信令的丢失对语音质量的影响大，基于这种特点，上述方法中设置a>b，以使得所确定出的等效语音质量与实际的语音质量相匹配，从而提高了所确定的等效语音质量的准确性。
与上述方法实施例相对应，本申请还公开了一种窄带数字集群语音质量的判断装置，该装置设置于基站中，如图4所示，该装置包括：
检测单元，对于基站接收到的每个语音超帧，确定该语音超帧中嵌入式信令的误块率BLER；以及确定该语音超帧中语音同步字的误码率BER；
判断单元，根据所述嵌入式信令的误块率和所述语音同步字的误码率，确定所述语音超帧的等效语音质量。
较佳地，所述检测单元确定所述嵌入式信令的误块率，包括：
所述基站对所述语音超帧中的嵌入式信令进行检测，并根据检测出的嵌入式信令的循环冗余校验码CRC，对所述嵌入信令进行校验，根据校验结果，计算所述嵌入式信令对应的误块率。
较佳地，所述检测单元根据校验结果，确定所述嵌入式信令的误块率，包括：
如果所述嵌入信令的循环冗余校验码CRC校验通过，则该嵌入信令的误块率判定为0％，否则，判定为100％。
较佳地，所述检测单元确定该语音超帧中语音同步字的误码率，包括：
如果所述基站检测到所述语音超帧包含语音同步字，则将该语音同步字与本地保存的协议标准中的相应语音同步字，按照比特位进行一致性比较，根据比较结果，得到该语音同步字的误码率；
如果所述基站检测到所述语音超帧没有包含语音同步字，且上一个相邻的语音超帧检测出语音同步字，则设置当前所述语音超帧中语音同步字的误码率与上一个语音超帧中语音同步字的误码率相同；
如果所述基站检测到所述语音超帧没有包含语音同步字，且上一个相邻的语音超帧没有检测出语音同步字，则设置当前所述语音超帧中语音同步字的误码率为100％。
较佳地，所述判断单元，确定所述语音超帧的等效语音质量包括：
所述基站按照M等效＝a×SBER+b×QBLER，计算所述语音超帧的等效语音质量M等效；其中，SBER为所述语音同步字的误码率；QBLER为所述嵌入式信令的误块率；a为预设的误码率调整比例系数；b为预设的误块率调整比例系数；a+b＝1且a>b，当所述语音超帧没有包含语音同步字时，b为0，当所述语音超帧包含语音同步字时，a和b均不为0。
通过上述实施例可以看出，本申请提出的窄带数字集群语音质量的判断方法，基站通过对所接收到的每个语音超帧中的嵌入式信令的误块率BLER和语音同步字的误码率BER进行检测，并根据两者的检测结果，对该语音超帧的等效语音质量进行计算，能够对上行接收的语音质量进行准确判断，进而有利于网络侧根据该判断结果进行相应的上行传输控制，确保上行传输的可靠性。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种窄带数字集群语音质量的判断方法，其特征在于，包括：
对于基站接收到的每个语音超帧，所述基站确定该语音超帧中嵌入式信令的误块率BLER；以及确定该语音超帧中语音同步字的误码率BER；
根据所述嵌入式信令的误块率和所述语音同步字的误码率，确定所述语音超帧的等效语音质量；
其中，所述确定所述语音超帧的等效语音质量包括：
所述基站按照M等效＝a×SBER+b×QBLER，计算所述语音超帧的等效语音质量M等效；其中，SBER为所述语音同步字的误码率；QBLER为所述嵌入式信令的误块率；a为预设的误码率调整比例系数；b为预设的误块率调整比例系数；a+b＝1且a>b，当所述语音超帧没有包含语音同步字时，b为0，当所述语音超帧包含语音同步字时，a和b均不为0。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述嵌入式信令的误块率包括：
所述基站对所述语音超帧中的嵌入式信令进行检测，根据检测出的嵌入式信令的循环冗余校验码CRC，对所述嵌入式信令进行CRC校验，根据CRC校验结果，计算所述嵌入式信令对应的误块率。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据CRC校验结果，计算所述嵌入式信令的误块率包括：
如果所述嵌入式信令的循环冗余校验码CRC校验通过，则该嵌入式信令的误块率判定为0％，否则，判定为100％。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定该语音超帧中语音同步字的误码率包括：
如果所述基站检测到所述语音超帧包含语音同步字，则将该语音同步字与本地保存的协议标准中的相应语音同步字，按照比特位进行一致性比较，根据比较结果，得到该语音同步字的误码率；
如果所述基站检测到所述语音超帧没有包含语音同步字，且上一个相邻的语音超帧检测出语音同步字，则设置当前所述语音超帧中语音同步字的误码率与上一个语音超帧中语音同步字的误码率相同；
如果所述基站检测到所述语音超帧没有包含语音同步字，且上一个相邻的语音超帧没有检测出语音同步字，则设置当前所述语音超帧中语音同步字的误码率为100％。
5.一种窄带数字集群语音质量的判断装置，设置于基站中，其特征在于，包括：
检测单元，对于基站接收到的每个语音超帧，确定该语音超帧中嵌入式信令的误块率BLER；以及确定该语音超帧中语音同步字的误码率BER；
判断单元，根据所述嵌入式信令的误块率和所述语音同步字的误码率，确定所述语音超帧的等效语音质量，包括：所述基站按照M等效＝a×SBER+b×QBLER，计算所述语音超帧的等效语音质量M等效；其中，SBER为所述语音同步字的误码率；QBLER为所述嵌入式信令的误块率；a为预设的误码率调整比例系数；b为预设的误块率调整比例系数；a+b＝1且a>b，当所述语音超帧没有包含语音同步字时，b为0，当所述语音超帧包含语音同步字时，a和b均不为0。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述检测单元确定所述嵌入式信令的误块率，包括：
所述基站对所述语音超帧中的嵌入式信令进行检测，并根据检测出的嵌入式信令的循环冗余校验码CRC，对所述嵌入式信令进行校验，根据校验结果，计算所述嵌入式信令对应的误块率。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述检测单元根据校验结果，计算所述嵌入式信令的误块率，包括：
如果所述嵌入式信令的循环冗余校验码CRC校验通过，则该嵌入式信令的误块率判定为0％，否则，判定为100％。
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述检测单元确定该语音超帧中语音同步字的误码率，包括：
如果所述基站检测到所述语音超帧包含语音同步字，则将该语音同步字与本地保存的协议标准中的相应语音同步字，按照比特位进行一致性比较，根据比较结果，得到该语音同步字的误码率；
如果所述基站检测到所述语音超帧没有包含语音同步字，且上一个相邻的语音超帧检测出语音同步字，则设置当前所述语音超帧中语音同步字的误码率与上一个语音超帧中语音同步字的误码率相同；
如果所述基站检测到所述语音超帧没有包含语音同步字，且上一个相邻的语音超帧没有检测出语音同步字，则设置当前所述语音超帧中语音同步字的误码率为100％。
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