(57)【要約】  セル電話送信の音声信号品質を試験するための自動化された方法は、廉価な試験構成要素を使用して「平均意見スコア（ＭＯＳ）」出力を提供する。試験システムは、ベンチ試験システムに使用される高価なフェーダの必要性を排除するためにサーバコンピュータを使用する。サーバコンピュータは、基準メディアファイルからのデータパケットを操作して、実際のフェーダを使用するよりも遙かに低いコストで損失、エラー、ノイズ、及びジッタを含む障害を模擬する。単一のセル電話による別々のモバイルデバイス（エンド・ツー・エンド試験ソリューション）を使用する二者通信を模擬するために、２つの別々の無線アクセスネットワークＲＡＮ上の送信を提供する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線送信から生じるメディア品質劣化を推定する方法であって、
基準メディア信号をパケットのストリームに符号化する段階と、
第１の模擬された障害を前記パケットのストリーム内の個々のパケットに課して、ピアメディアデバイスとのインタフェース上で該パケットのストリームの第１の無線送信から生じ得る劣化を模擬する段階と、
無線周波数（ＲＦ）リンク上で前記パケットのストリームを送信する段階と、
前記パケットのストリームから導出された劣化メディア信号を捕捉する段階と、
前記劣化メディア信号を解析して前記メディア品質劣化を推定する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
第２の模擬された障害を前記パケットのストリーム内の個々のパケットに課して、該パケットのストリームの第２の無線送信から生じ得る劣化を模擬する段階、
を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の無線送信は、第１の無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）上の送信であり、前記第２の無線送信は、第２のＲＡＮ上の送信であることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
模擬されたネットワーク障害を前記パケットのストリーム内の個々のパケットに課して、前記第１のＲＡＮと前記第２のＲＡＮを接続する固定ネットワーク上の送信から生じ得る劣化を模擬する段階、
を更に含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の模擬された障害、前記第２の模擬された障害、及び前記模擬されたネットワーク障害のうちの少なくとも１つが、前記パケットのストリーム内の少なくとも２つの個々のパケットの順番を変えることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の模擬された障害及び前記第２の模擬された障害のうちの少なくとも一方が、第２の個々のパケットの送信において遅延を引き起こす第１の個々のパケットの模擬された欠落を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項７】
前記基準デジタルメディア信号をパケットのストリームに符号化する段階、第１の模擬された障害を該パケットのストリーム内の個々のパケットに課す段階、及び第２の模擬された障害を該パケットのストリーム内の個々のパケットに課す段階のうちの少なくとも１つが、前記ＲＦリンク上で該パケットのストリームを送信する前記段階の前に該パケットのストリームをメモリに格納する段階を含み、
前記ＲＦリンク上で前記パケットのストリームを送信する前記段階は、該パケットのストリームを該ＲＦリンク上で実時間で送信する段階を含む、
ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項８】
前記劣化メディア信号を解析する前記段階は、該劣化メディア信号を前記基準メディア信号と比較する段階を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
解析する前記段階は、平均意見スコア（ＭＯＳ）を決定してメディア品質劣化の量を定量化する段階を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
知覚的客観的聴取品質評価が、前記ＭＯＳを決定するのに使用されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記リンクは、理想ＲＦ条件下で動作することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記基準メディア信号をパケットのストリームに符号化する前記段階は、
前記基準メディア信号をデジタル表現から変換してアナログメディア信号を取得する段階と、
前記アナログメディア信号を被試験体（ＤＵＴ）内に注入する段階と、
を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記基準メディア信号は、基準音声信号を含み、
前記基準デジタルメディア信号を変換してアナログメディア信号を取得する前記段階は、前記基準音声信号を変換してアナログ音声信号を取得する段階を含み、
前記アナログメディア信号を前記ＤＵＴ内に注入する前記段階は、前記アナログ音声信号をマイクロフォンコネクタ内に注入する段階を含む、
ことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記基準メディア信号は、基準映像信号を含み、
前記基準デジタルメディア信号を変換してアナログメディア信号を取得する前記段階は、前記基準映像信号を変換してビデオ画像を取得する段階を含み、
前記アナログメディア信号を前記ＤＵＴ内に注入する前記段階は、該ＤＵＴ内のカメラを用いてビデオ画像を捕捉する段階を含む、
ことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記基準メディア信号は、基準音声信号及び基準映像信号を含む、
ことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
劣化メディア信号を捕捉する前記段階は、
前記パケットのストリームを変換してアナログメディア信号を取得する段階と、
前記アナログメディア信号を被試験体から捕捉する段階と、
を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記アナログメディア信号は、アナログ映像信号を含み、
前記アナログメディア信号を前記ＤＵＴから捕捉する前記段階は、該ＤＵＴ上のスクリーンから画像を捕捉する段階を含む、
ことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
装置であって、
基準メディア信号を提供し、該基準メディア信号をパケットのストリームに符号化し、かつ第１の障害を該パケットのストリーム内のパケットに与えて該パケットのストリームの第１の無線送信から生じ得る劣化を模擬して出力で障害のあるパケット出力信号を作成するサーバコンピュータと、
前記障害のあるパケット出力信号を前記サーバコンピュータの前記出力から受信し、かつ該障害のある出力信号を無線周波数（ＲＦ）リンク上で被試験体（ＤＵＴ）に送信する該サーバコンピュータに結合された信号伝達試験器と、
を含み、
前記サーバコンピュータは、更に、前記障害のあるパケット出力信号から作成された前記ＤＵＴからのメディア出力信号を受信して該メディア出力信号を変換して劣化メディア信号を提供するように構成され、
前記サーバコンピュータは、更に、前記劣化メディア信号を解析してメディア品質における劣化の推定量を提供するように構成される、
ことを特徴とする装置。
【請求項１９】
前記第１の障害は、第１の「無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）」を通じた送信を模擬し、
前記サーバコンピュータは、更に、前記ストリーム内のパケットに第２の障害を与え、第２のＲＡＮを通じた第２の無線送信から生じ得る劣化を模擬して前記障害のあるパケット出力信号を作成する、
ことを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記第１の障害は、第２の個々のパケットの前記出力で遅延を引き起こす第１の個々のパケットの模擬された欠落を含むことを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２１】
前記メディア出力信号を変換して劣化メディア信号を提供することは、ＤＵＴからのアナログメディア信号を捕捉することを含み、
前記ＤＵＴからの前記アナログメディア信号を捕捉することは、該ＤＵＴ内のスピーカ及び該ＤＵＴ上のヘッドセットコネクタのうちの少なくとも一方からのアナログ音声信号を捕捉することを含む、
ことを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２２】
前記基準メディア信号は、映像信号を含み、
前記ＤＵＴからの前記障害のあるパケット出力信号を受信することは、該ＤＵＴ上のスクリーンから画像を捕捉することを含む、
ことを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２３】
前記基準デジタルメディア信号をパケットのストリームに符号化すること及び第１の障害をパケットのストリームに課すことのうちの少なくとも一方が、前記ＲＦリンク上で前記障害のあるパケット出力信号を送信する前に該パケットのストリームをメモリに格納する段階を含み、
前記ＲＦリンク上で前記パケットのストリームを送信することは、該パケットのストリームを該ＲＦリンク上で実時間で送信することを含む、
ことを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２４】
装置であって、
基準メディア信号を被試験体（ＤＵＴ）に提供し、入力でパケットのストリームを取得し、第１の障害を該ストリーム内のパケットに与えて該ストリームの第１の無線送信から生じ得る劣化を模擬して障害のあるパケットのストリームを作成し、かつ該障害のあるパケットのストリームを捕捉して劣化メディア信号を提供するサーバコンピュータと、
無線周波数（ＲＦ）リンク上で前記ＤＵＴから前記パケットのストリームを受信し、かつ該パケットのストリームを前記サーバコンピュータの前記入力に送信する、該サーバコンピュータに結合された信号伝達試験器と、
を含み、
前記サーバコンピュータは、更に、前記劣化メディア信号を解析してメディア品質における劣化の推定量を提供するように構成される、
ことを特徴とする装置。
【請求項２５】
前記サーバコンピュータは、ジッタ除去バッファを含み、
前記障害のあるパケットストリームを捕捉して劣化メディア信号を提供することは、前記ジッタ除去バッファに該障害のあるパケットのストリームを通過させることを含む、
ことを特徴とする請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記基準メディア信号は、基準音声信号を含み、
前記基準メディア信号を前記ＤＵＴに提供することは、前記基準音声信号をデジタル表現から変換してアナログ音声信号を取得することと、該アナログ音声信号を該ＤＵＴのマイクロフォンコネクタ内に注入することとを含む、
ことを特徴とする請求項２４に記載の装置。
【請求項２７】
前記基準メディア信号は、基準映像信号を含み、
前記基準メディアを前記ＤＵＴに提供することは、前記基準映像信号をスクリーン上に出力することを含む、
ことを特徴とする請求項２４に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
〔優先権の主張〕
本出願は、引用によって本明細書に組み込まれるＪｈｅｒｏｅｎ  Ｐｉｅｔｅｒ  Ｄｏｒｅｎｂｏｓｃｈ他による２０１２年４月２５日出願の「音声品質劣化推定を可能にするネットワーク通信のための障害シミュレーション（ＩＭＰＡＩＲＭＥＮＴ  ＳＩＭＵＬＡＴＩＯＮ  ＦＯＲ  ＮＥＴＷＯＲＫ  ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ  ＴＯ  ＥＮＡＢＬＥ  ＶＯＩＣＥ  ＱＵＡＬＩＴＹ  ＤＥＧＲＡＤＡＴＩＯＮ  ＥＳＴＩＭＡＴＩＯＮ）」という名称の米国特許出願第１３／４５５，８３８号に対する優先権の利益を主張するものである。
【０００２】
本発明は、ネットワーク無線通信信号における損失、エラー、ノイズ、及びジッタを含む障害を模擬して音声品質又は映像品質における結果的な劣化の推定を可能にするための試験システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
オペレータは、彼らのシステムが優れたマルチメディア品質を提供することを保証する必要がある。新しいハンドセットが導入される毎に、それは、それが理想的なカバレッジ条件及び劣化したカバレッジ条件の下で明瞭な音声及び映像を生成することを確認するように試験しなければならない。
【０００４】
図１は、無線システムにおけるメディア品質を測定するための従来の試験システムを示している。一般的に、メディア品質は、音声メディア又は映像メディアに関して測定又は推定される。図示のように、システムは、無線リンクを通じた電話通信型音声通信を可能にする２つのユーザ装置（ＵＥ）デバイス２及び４を含む。デバイス２及び４は、セルラーモバイル電話とすることができる。話者は、ＵＥ２を使用して音声基準メディア１を提供し、この音声基準メディアは、ＵＥ２によってパケットデータ信号に変換されて無線エアインタフェースリンク６を通して無線システム８に送信される。無線エアインタフェースリンク６は、第１の無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）の一部であり、かつＬＴＥ、ＵＭＴＳ、ＣＤＭＳ、又はＧＳＭ信号のようなモバイル電話信号を搬送することができる。無線システム８は、モバイル電話通信のための基地局を含むことができる。無線システム８は、次に、ここでもまた第２のＲＡＮの別の無線インタフェースリンク１０を通してパケットデータ信号を別のＵＥ４に通信する。ＵＥ４はまた、それが、聴取者が聴取するためにＤＵＴ  ＵＥ４のスピーカを通して提供される音声信号にパケットデータ信号を変換して戻すので被試験体（ＤＵＴ）である。スピーカを通して再生される音声信号は、劣化ディア信号１１を聴取者に提供する。聴取者は、次に、劣化メディア信号の品質を決定する。
【０００５】
接続の音声品質は、多くの方法で測定及び報告することができる。歴史的に、好ましい方法は、図１に示すように、聴取者の一団に１つ又はそれよりも多くのスピーカから受け取った音声の知覚受信品質を評価させることであった。結果的なスコアは、平均を取って「平均意見スコア（ＭＯＳ）」として捕捉される。ＭＯＳスケールは、１（悪い）から５（優秀）までの範囲にわたる。無線接続に関するスコアは、使用されるコーデック、又は信号符号化及び復号方法に強く依存する。更に、スコアは、無線インタフェース６及び１０の待ち時間及び信頼性に依存する。例えば、ＧＳＭは、値３．５を有し、ＡＭＲ−ＷＢは、値４．２を有する。
【０００６】
実際の聴取者によってＭＯＳを評価することは、主観的なものであり、多数の聴取者を取得する必要がある。聴取する人を集めることは、時間を浪費し、費用がかかる。近年、ＭＯＳを測定するためのより客観的な方法が開発されている。これらの方法に関して、スピーカから録音されたソースファイル（「基準ファイル」）から基準音声を注入し、次に、少なくとも１つのＲＡＮを通して送信した後に結果として生じる音声をターゲットファイル（「劣化ファイル」）に捕捉する。次に、基準ファイルと劣化ファイルを比較し、それらを解析してＭＯＳを推定することができる。
【０００７】
通話品質の自動評価のための及び知覚的客観的聴取品質評価を提供するためのいくつかのソフトウエアパッケージが市販されている。例示的なソフトウエアパッケージは、ＰＥＳＱ及びＰＯＬＱＡである。ＰＥＳＱは、「通話品質の知覚的評価(Perceptual Evaluation of Speech Quality)」を表している。それは、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｐ．８６２として標準化されている。ＰＯＬＱＡは、「知覚的客観的聴取品質評価(Perceptual Objective Listening Quality Assessment)」を表し、かつ通話品質の自動評価を提供する。それは、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｐ．８６３として標準化されている。
【０００８】
音声品質は、ソースＵＥ及びターゲットＵＥによって使用されている「無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）」の特性に強く依存する。ＲＡＮを構成する構成要素（例えば、ソースＵＥ及び基地局）及びそれらを接続する無線インタフェース（例えば、ＬＴＥ無線インタフェース）は、パケット損失、パケット遅延、パケット損失における変動（ジッタ）、及びパケットエラー（フレームエラー）のような障害を発生させる。ＲＡＮは、ＧＳＭ、ＵＭＴＳ、ＧＰＲＳ、及びＣＤＭＡ又はＬＴＥなどを利用するワイドエリア無線ネットワークのＲＡＮ、又はＤＥＣＴ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、及びＷｉ−Ｆｉなどのようなローカルエリア無線ネットワークのＲＡＮとすることができる。別の寄与は、図１の無線システム８における内部構成要素のようなソースＲＡＮとターゲットＲＡＮを相互接続するネットワークの内部構成要素から来るものである。これらの内部構成要素は、単純にするために示していないが、１つ又はそれよりも多くの基地局（例えば、ＬＴＥノードＢ）と、モバイル交換センターと、地域ネットワークコントローラと、サービス提供及びパケットゲートウェイと、ゲートウェイコントローラ、移動度管理エンティティ、プロキシＣＳＣＦ、インタロゲーティングＣＳＣＦ、及びサービス提供ＣＳＣＦのようなＩＰマルチメディアシステムの様々な「呼び出しセッション制御機能（ＣＳＣＦ）」と、様々なデータベースとのような公知のエンティティを含むことができる。無線システム８は、ポリシー義務及び規則機能のようなサービス品質を管理するエンティティを更に含む場合がある。
【０００９】
図２は、障害の影響をエミュレートして実験室環境における１つ又はそれよりも多くのＲＡＮの評価を可能にするための従来の試験システムに使用される構成要素を示している。図２のエミュレーション試験構成要素は、システムにおいてＵＥからの信号を受信する試験システム２０に提供され、システムにおいて、それ以外は図１と類似する。試験システム２０に送信される信号及びそれから送信される信号は、ＵＥ２からの基準メディア信号１を含み、その出力は、ＤＵＴ  ＵＥ４から提供される劣化メディア信号１１を含む。図１から繰り越される構成要素、並びにその後の図面に繰り越す構成要素は、同様のラベルが付与されている。
【００１０】
試験システム２０は、フェーダ２２及び２８と、２つの別々のＲＡＮ２４及び２６をエミュレートする構成要素２４及び２５とを含む。フェーダは、例えば、アップリンク及び／又はダウンリンクエアインタフェース接続の変調の信号強度を変化させることによってエアインタフェースの挙動をエミュレートするデバイスである。試験システム２０は、信号伝達試験器（アンリツＭＤ８４３０など）を用いて各ＲＡＮをエミュレートすることにより、かつフェーダ（アンリツＭＦ６９００Ａなど）を用いて各エアインタフェースに対して人為的障害を与えることにより、ソースＲＡＮ及びターゲットＲＡＮの人為的障害を生成する方法を提供する。
【００１１】
図２の試験システム２０を使用してＭＯＳを推定するために、特定のＲＡＮパラメータに従って試験器及びフェーダ２２及び２８を構成する。これは、エアインタフェース上に正確に制御された損失、遅延、ジッタ、及びフレームエラーを引き起こす。次に、ソースＵＥ２とターゲットＵＥ４の間で呼び出しが開始され、ユーザは、例えば、ソースＵＥ２の内蔵マイクロフォン又はソースＵＥ２のマイクロフォンプラグ差し込み口を通して基準メディアファイル１からのサウンドをソースＵＥ２内に再生する。次に、サウンドは、ターゲットＵＥ４においてその内蔵スピーカ又はヘッドセットプラグ差し込み口から捕捉され、かつデジタルデータに変換されて劣化メディアファイル１１として格納される。最後に、ＰＥＳＱ又はＰＯＬＱＡを使用して、ファイルを比較及び解析してＭＯＳが得られる。僅かに異なる構成の同じシステムを使用して、ＤＵＴ  ＵＥ４からピアＵＥ２へのマルチメディア送信のためのＭＯＳを取得することができることに注意されたい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
オペレータは、彼らが、音声品質を劣化させることなくスループットを最適化することができるように、エアインタフェースを制御する様々なパラメータのＭＯＳへの影響を測定する必要がある。必要なものは、図２に示すフェーダのような高価な装置の費用なしに様々なＲＡＮ条件の下でソースＲＡＮ及びターゲットＲＡＮに関わる音声呼び出しに関してＵＥのためのＭＯＳを自動的に評価することができる方法である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の実施形態は、廉価な試験構成要素を使用して被試験体（ＤＵＴ）のための「平均意見スコア（ＭＯＳ）」を推定する自動化された方法を提供する。試験システムは、従来使用されているフェーダ及び他の試験装置の必要性を排除するためのサーバコンピュータを使用する。サーバコンピュータは、基準メディアファイルからのデータパケットを操作し、実際のフェーダを使用するよりも遙かに低いコストでノイズ及びジッタを模擬する。サーバコンピュータはまた、無線電話通信システムのユーザが体験する通話品質の自動評価のためのソリューションを提供するソフトウエアを使用する。サーバコンピュータは、ＰＥＳＱ又はＰＯＬＱＡ又は当業技術で公知の類似の手順のような標準的な手法によって知覚的客観的聴取品質評価を実行するソフトウエアによる自動評価を提供する。システムは、ダウンリンク方向（ＤＵＴに向けて）にエアインタフェース上で送信されるメディア、及び／又はアップリンク方向（ＤＵＴから）に送信されるメディアのためのメディア品質を評価することができる。
【００１４】
試験システムのサーバは、音声メディア及び映像メディアのためのメディア品質を推定することができる。コンピュータは、模擬された基準通話又は映像サンプルを生成し、それらは、基準メディアファイルとして抽出され、かつ「ボイスオーバーアイピー（ＶｏＩＰ）」パケットストリームに変換される。サーバコンピュータは、パケットストリーム内の個々のパケットに人為的障害を与えて、１つ又はそれよりも多くの「無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）」を通じた送信中に典型的である障害を模擬する。導入される障害は、受信するパケットの順番を遅延又は変化させる可能性があるエアインタフェース６、１０又は無線周波数（ＲＦ）リンク、並びに無線接続システム８によって生成される障害を模擬し、これにより、連続パケット間の相関関係を保ち、かつ音声信号の乱れを防止するためにターゲットのピアメディアデバイスＤＵＴによる受信時にパケットの順番を元に戻さなければならない導入される障害はまた、第２の個々のパケットの送信における遅延を引き起こす第１の個々のパケットの欠落、すなわち、音声品質に影響を与えることになるパケットを集団化させる条件を模擬することができる。システムは、ＵＥ２のための模擬されたソースピアメディアデバイスを使用して障害を導入することができ、二者が単一のセル電話を用いて別々のモバイルデバイス（エンド・ツー・エンド試験ソリューション）を使用して通信することより、２つの別々のＲＡＮ上の送信のシミュレーションを可能にする。
【００１５】
試験システムにおいて、オペレータは、第１のＲＡＮ及び第２のＲＡＮにおける障害に関するパラメータを変化させ、かつＤＵＴ及びメディア品質に対するその影響を調査することができる。これは、ＤＵＴの迅速な特徴付け、又は逆にＲＡＮの構成を最適化する効率的な方法を可能にする。
【００１６】
サーバコンピュータは、ＤＵＴへの及びそこからの無線接続を通してこれらの障害を有するパケットストリームを送信する。ダウンリンク試験方向には、パケットストリームを表す音声信号は、例えば、サウンドカードを使用してＤＵＴから再度受け取られ、かつサーバコンピュータ内に再度捕捉され、デジタル音声に変換されて劣化メディアファイルを形成する。劣化メディアファイル及び基準メディアファイルは、次に、比較及び解析されてサーバコンピュータ内にＭＯＳが得られる。
【００１７】
一部の実施形態において、試験システムは、アップリンク方向に実行することができる。この方向に関しては、サーバコンピュータは、ＤＵＴマイクロフォンに送信するためのスピーカ又はサウンドカードからＤＵＴイヤホン接続までのケーブルを使用して、内部又は外部サウンドカードを通して基準音声信号をＤＵＴ  ＵＥ４に送信する。次に、ＤＵＴは、音声信号をパケットストリームに変換し、このパケットストリームは、アップリンク方向にエアインタフェース上で試験システムを通してサーバコンピュータに再度送信され、サーバコンピュータは、パケットストリームを評価のための劣化メディアファイルで捕捉する。
【００１８】
別の実施形態において、試験システムは、映像信号を提供及び解析することができる。映像信号は、サーバコンピュータから投影され、ＤＵＴのビデオカメラで受け取ることができる。ＤＵＴは、次に、映像信号をパケット化し、それらをパケットストリームとして試験システムを通してサーバコンピュータに再度送信することができ、サーバコンピュータは、パケットストリームを評価のための劣化メディア信号として捕捉する。更に別の実施形態において、音声信号と映像信号の両方を送信して評価することができる。
【００１９】
本発明の実施形態の試験ソリューションは、従って、以下の特徴、すなわち、（１）ソースＲＡＮ、ターゲットＲＡＮ、及びこれらのＲＡＮを接続するネットワークの独立シミュレーション、（２）データパケットを操作して、連続パケットに課せられる障害の間の相関関係を制御しながら障害を導入することにより、損失、エラー、ノイズ、及びジッタを模擬するソリューション、及び（３）エンド・ツー・エンドＭＯＳと単一ＤＵＴからの全体ＭＯＳへの寄与との同時推定を可能にするソリューションを提供することができる。
【００２０】
添付図面を用いて本発明の更なる詳細を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】無線システムにおける音声品質を測定する従来の試験システムを示す図である。
【図２】遅延及びジッタの影響をエミュレートして実験室環境における１つ又はそれよりも多くのＲＡＮの評価を可能にする従来の試験システムに使用される構成要素を示す図である。
【図３】本発明の実施形態を含むように模擬することができるＲＡＮの構成要素を示す図である。
【図４】パケット到来、シーケンス番号（１、２、３．．．）の割り当て、及び図３のＲＡＮ内でのパケットの配信を示す図である。
【図５】本発明による構成要素が使用される時に図３の試験システム設定を変更することができる方法を示す図である。
【図６】ＲＡＮ障害シミュレーションの例示的実施形態を示す流れ図である。
【図７】２つのＲＡＮシミュレーションの連鎖を示す流れ図である。
【図８】試験システムが２つのＲＡＮの間のネットワークにおける障害も模擬することができる方法を示す流れ図である。
【図９】ネットワーク遅延シミュレーションが音声フレームを乱れた順番で配信させる場合があることを示すタイミング図である。
【図１０】ソースＲＡＮとターゲットＲＡＮの間のネットワークのシミュレーションを追加する図７のブロック図の修正を示す図である。
【図１１】ネットワークが図９のネットワークシミュレーションから放出されたパケットに障害を既に導入し、試験システムがターゲットＲＡＮにパケットを渡し、ターゲットＲＡＮによって更に別の障害が追加される場合の例示的シミュレーションを示す図である。
【図１２】試験システムがソースＲＡＮシミュレーションをネットワークシミュレーション及びターゲットＲＡＮシミュレーションと連鎖させることができる方法を示す図である。
【図１３】模擬された劣化試験メディアを生成してターゲットＤＵＴによって導入される影響の解析を可能にする図１２の修正を示す図である。
【図１４】非実時間でのＲＡＮ障害及び／又はネットワーク障害のシミュレーションを可能にする修正試験システムのソフトウエアコンポーネントを示す図である。
【図１５】本発明による試験システムを構成する構成要素のブロック図である。
【図１６】ダウンストリーム通信経路に使用される構成要素を示す図１５のブロック図のより多くの詳細を提供する図である。
【図１７】アップストリーム通信経路に使用される構成要素を示す図１６のブロック図のより多くの詳細を提供する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図３は、典型的なＬＴＥネットワーク上で送信及び受信される信号を示すＲＡＮ３００の構成要素を示している。図３のシステムは、本発明による試験システム内のサーバコンピュータが信号を操作してノイズ及びジッタを模擬することができる方法に関する以下の説明を可能にすることになる。図３は、ＬＴＥ  ＲＡＮにおける音声品質に影響を与える様々なプロトコル層の動作を示している。単純にするために、図３は、無線リンク制御（ＲＬＣ）層及びメディアアクセス制御（ＭＡＣ）プロトコル層のみを示している。
【００２３】
ソースＲＡＮに関して、送信エンティティは、ソースＵＥであり、受信エンティティは、基地局である。ターゲットシステムでは、これらの役割は逆になる。「非確認型ＲＬＣモード（ＵＭ）」での動作のみを説明するが、これは、このモードが音声及び映像に関して典型的に使用されるためである。ＭＡＣ及びＲＬＣ動作の詳細は、それぞれ３ＧＰＰ技術仕様書（ＴＳ）３６．３２１及びＴＳ  ３６．３２２に見出すことができる。
【００２４】
送信エンティティ３０２は、ＲＬＣ層内のサーバアクセスポイント（ＳＡＰ）でデータを受信する。ソースＵＥは、ＳＡＰ信号を送信するが、このＳＡＰ信号は、ＲＴＰ  ＩＰパケット内にカプセル化されたメディアフレームストリームとして受信される。これは、一般的にボイスオーバーアイピー（ＶｏＩＰ）と呼ばれる。音声パケットは、ソースＵＥにおいて周期的な間隔（ＡＭＲ−ＷＢ符号化音声に関しては２０ｍｓ）で生じる。ＲＴＰパケット内のタイムスタンプは、符号化時刻を表している。ＲＬＣセグメント化層３０４は、セグメント化を実行し、シーケンス番号を割り当てる。音声に関しては、典型的にセグメント毎に１つのＲＴＰパケットが存在する。ＲＬＣセグメント化層は、パケットをＭＡＣ送信エンティティ３０６に渡し、ＭＡＣ送信エンティティ３０６は、エアインタフェース上で受信エンティティ３１２のＭＡＣ検証エンティティ３１４にパケットを送信する。ＭＡＣ層３０６、３１４は、ハイブリッドＡＲＱを使用し、送信が成功したか否かを示すためのＡｃｋ又はＮａｃｋを返信する。Ｎａｃｋは、ＭＡＣ送信エンティティ３０６にパケットを再送信させる。パケットは、再送最大回数に到達した場合に、又はＮａｃｋ通知が破損してＡｃｋとして解釈された場合に損失する可能性がある。
【００２５】
再送の有効回数は、様々なパケットによって異なるので、ＭＡＣ検証エンティティ３１４は、誤った順番でパケットを受信する場合がある。ＲＬＣ受信エンティティ３１６は、遅く到来するパケットを待つことにより、このようなパケットを再度順序付ける。最大の待ち時間は、ＲＬＣ受信機３１６のソフトウエアにおけるＴ_ｒｅｏｒｄｅｒによって制御され、ＲＬＣ受信機３１６は、パケットが損失した場合に永久に待つことはない。パケットを受信して順序付けすると、ＲＬＣ受信機３１６は、次に、ＳＡＰを通してパケットを送信することになる。ターゲットＲＡＮでの動作は、受信側ＲＡＮ３００と類似しているが、パケットが規則的な速度で到来しない場合がある点が異なる。
【００２６】
図４は、最初の線でシーケンス番号（１、２、３．．．９）が割り当てられた送信エンティティ３０２内のＲＬＣ３０４へのＳＡＰ入力におけるパケット到来と図３のＲＡＮ３００内でのパケットの配信とを示している。次の３つの線は、送信機３０２のＭＡＣ３０６における「ハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ）」処理を示しており、これは、独立ＨＡＲＱ処理ＡからＣを処理し、パケットを受信機３１２のＭＡＣ３１４に供給する。パケット＃１の最初の送信は成功せず、ＭＡＣ受信機３１４は、Ｎａｃｋを返信する。第２の送信又は再送は成功し、Ａｃｋで通知される。パケット＃２は、多くの再送を要するが、最終的に４回目の再送の後に到来し、各再送には８ｍｓを要する。パケット＃３の送信は、最初に成功し、ＲＬＣ受信機は、ＲＬＣ受信機がパケット＃２を有する前にパケット＃３を取得する。この場合に、ＲＬＣ３１６は、再順序付けタイマを実行する。ＲＬＣ３１６は、それがパケット２を取得する前にパケット＃３を放出せず、正しい順番でパケットを放出する。
【００２７】
図４はまた、パケットがパケット＃５のように損失した場合に何が生じるかを示している。最初にパケット＃５を受信しない場合に、ＲＬＣ３１６は、ＲＬＣ３１６がパケット＃６を取得する際の再順序付けタイマを実行し、タイマがタイムアウトになるまでパケット＃５を待つことを開始する。非常に多くの再送を要するために遅れて到来するパケット＃６が示されている。これは、以前のパケット＃５を損失させる不完全なキャンセル条件が与えられる場合に、非現実的なことではない。このような不完全なキャンセル条件は、損失と連続パケットの遅延との間の相関関係をもたらす。ＲＬＣ３１６の再順序付けタイマがタイムアウトになる時間までに、いくつかの更に別のパケット＃８、＃７、＃９が到来することに注意されたい。次に、ＲＬＣ３１６は、到来したパケットを正しい順番でＳＡＰを通して放出する。
【００２８】
ＲＡＮにおける損失及び遅延は、強い相関関係があることを認識することが重要である。１つのパケットの損失又は遅延は、いくつかの別のパケットの遅延を引き起こす場合がある。これらの相関関係は、音声品質に重大な影響を与える可能性があり、ＭＯＳを評価する際に適切に考慮する必要がある。
【００２９】
ＲＡＮの損失は、図３において言及されるが、ソースＲＡＮとターゲットＲＡＮとを接続するネットワークも追加の損失、遅延、及びジッタを発生させることに注意されたい。このネットワークはまた、フレームエラーをもたらす場合がある。ソースＵＥとターゲットＵＥが異なるコーデックを使用する場合に、ネットワークは、追加の障害を発生させるトランスコーダを含む。従って、２つのＲＡＮを接続するネットワークの障害も模擬する必要がある場合がある。
【００３０】
ＲＡＮ障害シミュレーション
図５は、本発明による構成要素が使用される時に図２の試験システム設定を変更することができる方法を示している。図５の簡略的な試験システム３０の構成は、依然としてソース及びターゲットエアインタフェースをエミュレートする１つ又はそれよりも多くの信号伝達試験器を使用するが、フェーダを必要としない。図５では、エアインタフェースの一方又は両方のＲＦリンクは、重要な損失又はジッタをもたらさない理想的な構成を使用することができる。理想的なＲＦリンクでは、全てのパケットは、可能な最も短い遅延かつ十分なＲＦ出力で送信され、パケット損失が排除される。これは、代わりに全ての損失及びジッタを模擬することになるので行うことができる。
【００３１】
図５の試験システム設定を可能にするために、ソースＲＡＮ及びターゲットＲＡＮにおける障害は、サーバコンピュータの試験システムソフトウエアにおいて模擬される。ＲＡＮ障害シミュレーションは、ＨＡＲＱ送信最大回数、すなわち、Ｍ_ｔｒａｎｓｍｉｔとＲＬＣ再順序付けタイマの持続時間、すなわち、Ｔ_ｒｅｏｒｄｅｒとのようなＲＡＮのプロトコル層を表すいくつかのパラメータによって制御される。ソースＲＡＮ及びターゲットＲＡＮは、様々なパラメータ値を使用することができる。このようなＲＡＮシミュレーションは、様々な多くの方法で様々な詳細レベルで実行することができる。
【００３２】
ＲＡＮ障害シミュレーションの例示的実施を図６の流れ図に示している。図６は、「非確認型モード（ＵＭ）」のシミュレーションを示している。ソースＵＥからターゲットＵＥに送信される実際のＶｏＩＰパケットを遅延させるためのシミュレーションが使用される。シミュレーションは、構成されたパケット損失パラメータに従って無作為のパケット損失（又は欠落パケット）を与える。損失又は欠落しないパケットに関しては、シミュレーションは、放出時間、すなわち、Ｔ_ｏｕｔを計算し、Ｔ_ｏｕｔが生じるまでパケットを遅延させる。
【００３３】
処理は、ＲＬＣ３０４内の試験システムがＶｏＩＰパケットを受信し、パケットが到来時間Ｔ_ｉｎを用いてタグ付けされる段階６００から開始される。段階６０２において、図３のＲＬＣ３０４は、パケットにシーケンス番号を割り当てる。次に、パケットは、ＭＡＣ３０６に渡され、次に、損失するか又はＭＡＣ３１４に渡される。段階６０４において、ＭＡＣ３０６は、パケットが正常に送信されているか又は損失しているかを決定する。段階６０６において、ＭＡＣ３１４は、パケットが正常に受信されているか又は損失しているかを決定する。パケットが損失している場合に、ＭＡＣ３１４は、段階６０８において、次のパケットが処理されるまでパケットが損失していることを記憶する。パケットを正常に受信している場合に、段階６１０もおいて、パケットは、時刻Ｔ_ｏｕｔに受信機ＲＬＣ３１６に放出される。Ｔ_ｏｕｔは、最初の送信時刻Ｔ_ｉｎに時間を追加することにより、最初の送信からの待ち時間及び再送を考慮する。ＬＴＥでは、１からＭの再送の各々並びに待ち時間に起因して追加される実際の遅延は、合計で、待ち時間自体に関する約２ｍｓに各再送に関する約８ｍｓでの再送時間を加えた時間である。
【００３４】
次に、ＲＬＣ３１６は、６１４において、パケットを処理し、パケットが正しい順番になっていることを保証することを開始する。ＲＬＣ３１６での最初の段階６１４において、再順序付けタイマが実行している間にパケットを受信したか否かの決定が行われる。そうである場合に、段階６２０において、パケットは、タイマの有効期限が切れるまで放出のために保持される。段階６１４において、再順序付けタイマが実行されていないと決定された場合に、処理は、段階６１６に進み、以前のパケットが損失しているか否かを決定する。そうである場合に、段階６２４において、パケットに関するタイミングが遅延され、パケットは、正しい順番に配置することができる。段階６１６において、以前のパケットが損失していないと決定された場合に、処理は、段階６１８に進み、以前の別のパケットに対してパケットを遅延させる必要があるか否かを決定する。そうである場合に、段階６２２において、パケットが適切に順序付けされることを保証するための遅延が適用される。そうでなければ、最後の段階６２６において、同じＴ_ｏｕｔを有するあらゆるパケットは、パケットが出力に渡される前に、増加するシーケンス番号順に順序付けされる。
【００３５】
段階６１０での出力送信時刻Ｔ_ｏｕｔの計算は、パケットの何割が各ＨＡＲＱ送信に失敗するか（Ｎａｃｋ）を指定するパラメータのような様々なパラメータによって制御される。パラメータの典型的な値は、２０％であるが、シミュレーションは、いずれかの他の値を使用することができる。シミュレーションアルゴリズムは、実際のＭＡＣ及びＲＬＣ層で使用されるアルゴリズムよりも単純なものであることに注意されたい。これは、パケットの結果がコンピュータによって生成される場合に、シミュレーションが前の全てのパケットの結果を既に認識しているためである。
【００３６】
Ｔ_ｏｕｔの計算は、パケット損失、ＨＡＲＱ再送、及び再順序付けの影響を模擬することにより、パケット損失とパケット遅延の間の相関関係を正確に再現する。より複雑なシミュレーションは、複数のＶｏＩＰパケットが同時に到来する場合にターゲットＲＡＮで生じる可能性があるセグメント化（図示せず）の影響を組み込んでいる。この場合に、複数のＶｏＩＰパケットは、単一のＭＡＣ  ＰＤＵに含めることができ、別の相関関係が引き起こされる。セグメント化はまた、映像パケットのような大きいメディアパケットをより小さいセグメントに分割することができる。
【００３７】
試験システムは、１つ又はそれよりも多くのＲＡＮにおける障害を模擬することができる。これを実行する１つの方法は、図７に概略的に示すように、２つのＲＡＮシミュレーションを連鎖させることであり、図７は、ソースＲＡＮシミュレーション７２０とターゲットＲＡＮシミュレーション７３０との連鎖を示している。ここで、試験システムは、最初にソースＲＡＮシミュレーション７２０を使用してＴ_ｏｕｔを計算する。しかし、試験システムは、Ｔ_ｏｕｔにパケットを放出せず、代わりに、パケットをターゲットＲＡＮシミュレーション７３０に渡す。ターゲットＲＡＮシミュレーション７３０は、パケットを損失するか、又は更にパケットを遅延させることができ、Ｔ_ｏｕｔのための更新された値がもたらされる。
【００３８】
図７の段階のより多くの詳細に関して、処理は、段階７００においてパケットがＴ_ｉｎに到来し、かつ段階７０２においてソースＲＡＮシミュレーション７２０に配信される時点から開始される。パケットは、ソースＲＡＮシミュレーション７２０において処理された後に、段階７０４において新しいＴ_ｏｕｔに放出される。ソースＲＡＮシミュレーション７２０からの新しいＴ_ｏｕｔは、段階７０６において新しいＴ_ｉｎとして設定され、段階７０８においてターゲットＲＡＮシミュレーション７３０に配信される。ターゲットＲＡＮシミュレーション７３０は、新しいパケットを処理し、段階７１２で新しいＴ_ｏｕｔに送信することに関して、段階７１０でパケットを放出する前にパケットを損失又は遅延させることができる。
【００３９】
試験システムはまた、図８に示すように、２つのＲＡＮの間のネットワークにおける障害を模擬することができる。ネットワークシミュレーションは、ネットワークで生じる追加のパケット損失、パケットエラー、遅延、及びジッタを模擬するためのパラメータを提供することができる。処理は、段階８００においてパケットが到来する時点から開始される。次に、段階８０２において、無作為の損失又は遅延が導入される。段階８０４において、パケットが損失しているか否かの決定が行われる。そうである場合に、段階８０６において、システムは、シーケンス内の次のパケットが処理されるまでパケットが損失していることを記憶する。段階８０４においてパケットが損失していない場合に、段階８０８において、いくつかのパケットは、フレームエラーの無作為の導入に関してマーク付けされる。段階８１０において、パケットがフレームエラーの導入を予定されているか否かの決定が行われる。そうである場合に、段階８１２において、フレームエラーが注入され、段階８１４において、Ｔ_ｏｕｔ送信時刻が、導入された無作為の遅延を有するいずれかのＴ_ｏｕｔ時刻を用いてパケットに割り当てられる。段階８１０において、パケットがフレームエラーの導入を予定されていない場合に、システムは、無作為の遅延を受け取るいずれかのＴ_ｏｕｔを用いてＴ_ｏｕｔを割り当てるための段階８１４に進む。段階８１６において、パケットは、それに割り当てられたＴ_ｏｕｔに放出される。
【００４０】
図９は、ネットワークジッタがパケット間隔と比較して大きいように構成されている場合に、ネットワーク遅延シミュレーションの音声フレームが乱れた順番で配信される場合があることを示すタイミング図である。図９に示すように、パケット＃１は、実際には、ＲＡＮ１から放出された後にネットワーク内で損失する。更に、パケット＃２は、ネットワーク内で遅延し、パケット＃３及び＃４の後にＲＡＮ２に放出される。更に、パケット＃７及び＃８は、ネットワーク内の遅延に起因して再順序付けされる。
【００４１】
ソースＵＥ及びターゲットＵＥが異なるコーデックを使用する場合に、ネットワークシミュレーションはまた、（実際の）トランスコーディングを提供することができる。トランスコーディングの使用は、更に別の遅延を導入する可能性がある。トランスコーダの使用は、典型的に、本発明による試験システム内の模擬されたジッタ除去バッファ又は実際のものとすることができるジッタ除去バッファを追加することを必要とする。
【００４２】
図１０は、図７のブロック図の修正を示しており、ソースＲＡＮシミュレーション７２０とターゲットＲＡＮシミュレーション７３０の間のネットワークシミュレーション１０２０のシミュレーションを追加した図である。ネットワークシミュレーション１０２０の段階１０１０及び１０１２は、ネットワークを考慮するために追加されている。従って、ソースＲＡＮシミュレーション７２０は、そのパケットを段階１０１０における新しいパケットとしてネットワークシミュレーション１０２０に放出する。次に、ネットワークシミュレーション１０２０は、ネットワーク障害を模擬し、段階１０１２において、更に別の段階のためのターゲットＲＡＮシミュレーション７３０にパケットを放出する。
【００４３】
図１１は、ネットワークが、図９のネットワークシミュレーションから放出されるパケットに障害を導入した後の例示的シミュレーションを示しており、試験システムは、パケットをターゲットＲＡＮシミュレーション７３０に渡し、ターゲットＲＡＮシミュレーションは、更に別の障害を追加する。ターゲットＲＡＮ内のＲＬＣ層は、新しいシーケンス番号を到来パケット（ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ）に割り当てることに注意されたい。ネットワークのＲＬＣ受信機３１６は、増加する新しいシーケンス番号を有するパケットを配信する。従って、ターゲットＲＡＮは、元の乱れた順番（３、４、２、６、８、７、９）でネットワークから受信し、パケットは、図示のように乱れた順番のままになる。
【００４４】
ＨＡＲＱ再送及びＲＬＣ再順序付けにより、連続パケットの障害の間には強い相関関係が存在する。例えば、パケットが有意に遅延する場合に、次のパケットは、同様に遅れることになり（例えば、図１１におけるパケットｃに対するパケットｅ及びｆ）、パケットが損失する場合に、次のパケットは、遅延することになる（例えば、パケットｄ及びｅ）。図１１はまた、パケットが互いに集団をなす傾向があることを示している。この集団化の詳細を模擬することは、集団化が、特に、大量の集団のパケットがジッタ除去バッファにおいて損失する場合に音声品質に重大な影響を与えるので重要である。従来技術のツールは、連続パケットの障害の間の相関関係を模擬するものではなく、音声品質に対する集団化の影響を明らかにしない。
【００４５】
図１１は、ターゲットＲＡＮの動作がそれ以外の場合に図４に示すソースＲＡＮの動作と類似していることを示している。ＭＡＣ送信機３０６は、複数のＨＡＲＱ処理を有する。パケットｂは、到来する前に処理Ｂにおいて１回の再送を要する。次に、ＲＬＣ受信機３１６は、パケットｂ及びｃを再順序付けしなければならない。パケットｅは、到来する前に３回の再送を必要とする。次に、パケットｅ、ｆ、及びｇは、再順序付けタイマを使用してＲＬＣ受信機によって再順序付けする必要がある。
【００４６】
単一ＵＥ試験システム動作
図１２は、試験システムが１つのみの実際のＤＵＴ  ＵＥ４を使用しながらソースＲＡＮシミュレーション７２０をネットワークシミュレーション１０２０及びターゲットＲＡＮシミュレーション７３０と連鎖させることができる方法を示している。試験システム１２００は、単一サーバコンピュータに含めることができ、全体的なシミュレーション連鎖及びソースＵＥ１２０２を生成するためのソフトウエアを含むことができる。システムは、記録された又はコンピュータによって生成された基準メディア１を格納し、ＵＥ１２０２、最初に模擬されたＲＡＮ７２０、接続ネットワーク１０２０、及び第２に模擬されたＲＡＮ７３０を模擬することができる。ターゲットＲＡＮシミュレーション７３０は、図６に示すソースＲＡＮシミュレーション７２０と同じプロトコル規則を使用するか、又はそれを使用しないことができ、Ｔ_ｒｅｏｒｄｅｒのようなＲＡＮパラメータのための様々な値を使用することができる。連鎖を達成するために、最初のＲＡＮシミュレーション７２０のＴ_ｏｕｔは、ネットワークシミュレーション１０２０のためのＴ_ｉｎとして使用され、ネットワークシミュレーション１０２０のＴ_ｏｕｔは、第２のＲＡＮシミュレーション７３０のＴ_ｉｎとして使用される。シミュレーションにおいて損失しないパケットは、信号伝達試験器（図示せず）により、第２のＲＡＮシミュレーション７３０の後にエアインタフェース上でＴ_ｏｕｔに放出される。信号伝達試験器は、更に別の障害又はフェーディングを発生させない実際のエアインタフェースをエミュレートするように構成された単一試験器とすることができる。
【００４７】
この設定においてＭＯＳを推定するために、試験システムは、理想的なエアインタフェース及びソースＲＡＮシミュレーション７２０を提供するように構成され、ネットワークシミュレーション１０２０及びターゲットＲＡＮシミュレーション７３０は、人為的障害を生成するように構成される。試験処理を開始するために、模擬されたソースＵＥ１２０２とターゲットＤＵＴ  ＵＥ４の間の呼び出しが開始され、基準ファイルからのサウンドが、模擬されたソースＵＥ１２０２のコーデックに再生される。サウンドは、ＰＣＭのようなデジタルデータで表すことができる。コーデックは、ターゲットＲＡＮシミュレーション７３０に連鎖されているソースＲＡＮシミュレーション７２０に示されているＶｏＩＰパケットを生成するための符号化器モードで実行される。これらのシミュレーションは、ＶｏＩＰパケットがエアインタフェース上で実際のＤＵＴ  ＵＥ４に送信される前にＶｏＩＰパケットを遅延させる。ＤＵＴ  ＵＥ４は、最初に、ＰＣＭのようなサウンドのデジタル表現を取得するための復号器モードでコーデックを使用する。ＤＵＴ  ＵＥ４は、次に、デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）を使用してアナログサウンドを生成することができる。パケットストリームを表す結果として得られるサウンドは、サーバＰＣ１５００の音声／映像ポートで捕捉され、デジタル化され、かつ劣化メディアファイル１１として格納される。最後に、ＰＥＳＱ、ＰＯＬＱＡ、又は類似の手順を使用して、基準ファイルと劣化ファイルを比較し、それらを解析してＭＯＳを取得することができる。
【００４８】
評価のための劣化ファイル１１を生成する代替の方法が存在する。一実施形態において、ＵＥ４の復号器のデジタルの結果は、ＵＥ４が内部劣化ファイルに捕捉するパケットストリームである。サーバＰＣ１５００は、後でこの劣化ファイルをＵＥ４から例えばエアインタフェース又はＵＥ４の「ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）」インタフェース上で捕捉することができる。別の代替例では、復号器のデジタル出力は、ＵＥ４（例えば、ＵＳＢ）インタフェースからのストリームであり、別のコンピュータ又はメモリスティックに劣化ファイル１１として外部から捕捉される。これらの代替例の欠点は、サウンド経路がＵＥ４内のアナログ音声成分を含まない点である。
【００４９】
図１２のシステムを用いて決定されたＭＯＳは、ソースＵＥ１２０２に配信される基準ファイル１からターゲットＵＥ４の音声出力までの全体的な経路の全体的な劣化を表している。ＭＯＳは、試験システム１２００に導入された人為的障害に著しく影響される可能性がある。ターゲットＵＥ４の劣化への寄与は、音声パケットが図１３に示すエアインタフェース上で送信される前に音声パケットのコピーを生成することによって決定される。
【００５０】
図１３は、図１２を変更し、コンピュータによって生成されて模擬されるＤＵＴ１３１０であって、ターゲットＲＡＮ７３０の出力からのＤＵＴ１３１０を追加し、模擬された劣化試験メディア１３１２を生成して新しい試験システム１３００を形成したものである。更に、ターゲットＲＡＮ７３０の出力は、依然としてエアインタフェース上で実際のターゲットＵＥ  ＤＵＴ４に渡される。次に、模擬された第２のＵＥ１３１０及び実際のＤＵＴ４の両方は、音声パケットを処理する。模擬された第２のＵＥ１３１０は、ジッタ除去バッファ及びコーデックを提供し、障害のある音声パケットを復号する。障害のあるパケットは、模擬された第２のＵＥ１３１０にこれらのパケットのそれぞれの模擬されたＴ_ｏｕｔ時刻に示され、復号器の出力は、劣化試験メディアファイル又は中間メディアファイル１３１２と呼ばれるファイルに捕捉される。ＵＥの寄与を決定するために、ＰＥＳＱ、ＰＯＬＡＱ、又は同様の手順を使用して、中間ファイルをターゲットＵＥで捕捉された劣化ファイルと比較してそれらを解析する。このようにして、例えば、ＵＥ４におけるジッタ除去バッファがどの程度大きいかを決定することができる。
【００５１】
図１３に示す構成要素は、本発明の代替の実施形態を可能にする。この実施形態は、２つのターゲットＤＵＴ４及び１３１０の障害の組合せに関するＭＯＳを推定する。試験システムは、任意的に、模擬された接続ネットワーク１０２０の障害を実際のＤＵＴ４の障害を用いて及びＤＵＴ１３１０におけるターゲットＤＵＴ７３０の障害を伴わずに決定することを可能にし、例えば、ＰＥＱ又はＰＯＬＱＡを使用して劣化メディア１１を劣化メディア１３１２と比較することにより、ＤＵＴ  ＵＥ４によって導入された障害の影響の認識を可能にする。
【００５２】
非実時間動作
図４及び図１１に示されているＲＡＮシミュレーションアルゴリズムは、パケットが、増加するＴ_ｉｎの順番でシミュレーションに提示されるようなものである。従って、ネットワークシミュレーションがパケットの順番を変更する場合に、パケットは、パケットが次のＲＡＮシミュレーションに渡される前に、増加するＴ_ｉｎ順に選別又は再順序付けされる必要がある。これに代えて、図１１に示すように、パケット２、３、及び４のようなパケットは、３、４、及び２と再順序付けされたままである。
【００５３】
新しいパケットが、再順序付けが行われている間にシミュレーションに到来し続けるので、パケットを再順序付けする必要性により、シミュレーションの複雑性が増す。この新しいパケットは、最終的なパケットの順番に影響を与え、ジッタ除去バッファに類似した機能を必要とする場合がある。再順序付けの複雑性は、非実時間でシミュレーションを実行することによって低減することができる。この非実時間モードでは、選別又は再順序付けは、それ以外の場合は非実時間構成要素を導入すると考えられる各エアインタフェースシミュレーションにおいて提供することができる。
【００５４】
非実時間シミュレーションにおける選別を可能にするための修正試験システム１４００のソフトウエアコンポーネントを図１４に示している。試験システム１４００内の選別段階１４１０、１４１２、及び１４１４は、ソースＲＡＮシミュレーション１２０６、ネットワークシミュレーション１２０８、及びターゲットＲＡＮシミュレーション１２１０の各々の後に導入される。シミュレーション段階がフレームの順番を変更する場合に、パケットは、シミュレーション段階が完了した後に選別段階において選別される。パケットは、増加するＴ_ｏｕｔ順に選別される。シミュレーションと選別のこのカスケードの結果は、次に、それがエアインタフェース上で送信される前に、ランダムアクセスメモリのようなメモリ又はハードディスクドライブ内に障害のあるメディアファイルとして捕捉されるか又はそれらに格納される。各パケットに関して、模擬されたＴ_ｏｕｔは、同様に記録される。ＭＯＳ推定を完了するために、試験システム１４００は、カスケードしたシミュレーションから生じる各格納パケットをＤＵＴ  ＵＥ４とのエアインタフェースを通じた信号伝達試験器経由でＴ_ｏｕｔに実時間で送信することにより、格納された障害のあるメディアを実時間で再生することに注意されたい。この場合に、Ｔ_ｏｕｔは、実時間再生の開始に関して参照されることに注意されたい。
【００５５】
非実時間準備は、乱れた順番のパケットの再順序付けを簡単なものにするだけではない。これはまた、パケットがＤＵＴに送信されている間の試験システムでの計算負荷を低減する。アップリンクメディアのＭＯＳ評価に関する計算負荷は、全てのアップリンクパケットを中間ファイルに捕捉することにより、かつ基準ファイルに対応する全てのパケットがエアインタフェース上で送信された後でパケットを順序付けしてそれを変換することにより低減することができる。従って、パケットストリームは、非実時間で生成され、格納され、かつ後で実時間で再生される。
【００５６】
提案する実施
図１５は、本発明による試験システムを構成する構成要素のブロック図を示している。試験システムに使用される構成要素は、アンリツ・カンパニーから入手可能である「ＭＥ７８３４試験プラットフォーム」に含まれているが、フェーダを含んでいない。このプラットフォームは、ユーザインタフェースを備えるサーバＰＣ１５００、試験制御ＰＣ１５０２、信号伝達試験器１５０８、及びＤＵＴ  ＵＥ４を含む。信号伝達試験器１５０８は、アンリツ・カンパニーから入手可能であるＭＤ８４８０、ＭＤ８４７０、及びＭＤ８３４０試験デバイスを含むことができる。これらのモバイル電話システム内の基地局に類似する信号伝達試験器機能及び特にＭＤ８３４０は、ＬＴＥシステム基地局をエミュレートする。サーバＰＣ１５００は、ＤＵＴ  ＵＥ４との試験を可能にするためのスピーカ及びマイクロフォン、又は音声及び映像ポートを備えるＤＵＴ  ＵＥ４のヘッドセット／マイクロフォンプラグ差し込み口に接続することができるサウンドカードを含む。サーバＰＣ１５００はまた、ＳＩＰメッセージング、音声、映像、及びＬＴＥを通じた他のデータ信号機能を提供するＩＰマルチメディアサブシステム（ＩＭＳ）機能を試験するためのパケットデータ信号ポートを含む。最後に、サーバＰＣ１５００は、メディア品質評価及びＭＯＳ推定のためのソフトウエアを含む。試験制御ＰＣ１５０２及びサーバＰＣ１５００は、単一コンピュータ上に実装することができる。
【００５７】
図１５に示す試験システムは、典型的に、ＬＴＥを通じた基本的な機能の試験を提供する。このシステムは、本質的に損失のないエアインタフェースをエミュレートし、固定の遅延を有し、フェーダを使用又は適用しない。本発明による実施形態は、既存の試験システム製品の実装を拡張する。本発明は、サーバＰＣ１５００内のソフトウエアを変更し、本明細書で説明する試験シミュレーション処理を実行することによってシステムを拡張する。
【００５８】
図１６は、図１５のブロック図のより多くの詳細を提供し、ダウンストリーム通信経路に使用される構成要素を示している。図１６はまた、制御ＰＣ１５０２の詳細を示している。ＩＭＳ機能は、制御ＰＣ１５０２とサーバＰＣ１５００との間で分散される。ＩＭＳの主要なタスクは、サーバＰＣ１５００によって提供される模擬された又は「仮想」ソースＵＥとＤＵＴ  ＵＥ４との間の呼び出しを設定することである。サーバＰＣ１５００は、メディアゲートウェイを模擬し、かつ制御ＰＣ１５０２によって調整された時の全ての音声、メッセージング、広帯域メディアデータを処理する。サーバＰＣ１５００はまた、信号伝達試験器１５０８を通してターゲットＤＵＴ  ＵＥ４にＶｏＩＰを送信する「仮想」ソースＵＥ１５９４を模擬する。
【００５９】
ダウンリンクＶｏＩＰに関して、サーバＰＣ１５００は、例えば、ハードドライブからのコンパクトディスク（ＣＤ）から音声ファイル又は映像ファイルを読み取ることにより、基準メディア信号を提供する。サーバＰＣ１５００は、コーデックを用いて基準メディアファイルからデジタルメディア信号を変換し、結果として生じる音声フレームを「実時間トランスポートプロトコル（ＲＴＰ）」内にカプセル化し、ＲＴＰパケットをパケットストリームとしてパケットデータ出力ポートを通して信号伝達試験器システム１５０８の試験ポートに送信する。更に、生成された基準メディアファイルは、将来の解析のために基準デジタルメディアファイルとしてメモリに格納される。信号伝達試験器１５０８は、ＬＴＥ信号送信に関する「ロバストヘッダ圧縮（ＲｏＨＣ）」を適用し、ダウンリンクＲＦエアインタフェースを通じた送信のためのパケットをスケジュール設定する。ＤＵＴ  ＵＥ４は、パケットを受信し、ＲｏＨＣ解凍を適用し、結果として生じるＲＴＰパケットのカプセル化を解除し、結果として生じる音声フレームを適切なコーデックを用いて復号して音声を取得する。ＤＵＴ  ＵＥ４は、このＵＥのスピーカ又はヘッドセットプラグ差し込み口を通してサーバＰＣ１５００にパケットストリームの音声表現を出力する。
【００６０】
サーバＰＣ１５００は、サウンドカード１６００を使用してＤＵＴ  ＵＥ４のアナログ音声を処理することができる。サウンドカード１６００は、ＤＵＴ  ＵＥ４からアナログ音声を受信し、このアナログ音声をデジタルメディア信号（ＰＣＭ）に変換して戻すためのコーデックに適用する。サウンドカードを示しているが、当業技術で公知の別の構成要素を使用して、例えば、イヤホン音声プラグ差し込み口を通じた直接のケーブル接続又は例えばスピーカ及びマイクロフォンシステムを通して、又はＤＵＴ  ＵＥ４とサーバコンピュータ１５００の間のＢｌｕｅｔｏｏｔｈを通して音声信号を送信することができる他の無線接続で音声を送信することができる。次に説明する実施形態においても同様に、映像信号は、サーバＰＣ１５００とＤＵＴ  ＵＥ４の間で直接に送信することができ、デジタル「メディア」信号接続の実現性が効率的に提供される。デジタルメディア信号は、次に説明するように、アップリンク方向及びダウンリンク方向の両方において送信することができる。ＤＵＴ  ＵＥ４からサーバＰＣ１５００に音声形式で送信されるダウンリンク方向でのデジタルメディア信号は、次に、「劣化メディアファイル」と呼ばれるファイルに格納され、このファイルは、ＭＯＳを使用した音声品質決定のために「仮想ＵＥ」によって生成された「基準メディアファイル」と比較され、サーバＰＣ１５００内のメモリに格納される。
【００６１】
サーバＰＣ１５００は、試験制御ＰＣ１５０２に提供される「迅速試験設計器（ＲＴＤ）」ソフトウエアの制御下でＲＡＮ及びネットワーク障害を模擬する。試験制御ＰＣ１５０２のＲＴＤソフトウエアは、適用される障害の値をサーバＰＣ１５００に指定することができる。障害を模擬するために、サーバＰＣ１５００は、最初にダウンリンクメディアパケット（更に、基準メディアファイルとしてＰＣ１５００内のメモリに格納される）を生成し、次に、コーデックを使用してこのパケットを符号化し、厳密に指定された割合でソース音声ファイルを提供する。サーバＰＣ１５００は、次に、フレーム損失率に従う割合のパケットを取り除き、フレームエラー率に従って残りのパケットの一部に音声フレームエラーを導入し、指定されたパラメータに従って残りのパケットを遅延させることによって指定された障害を適用する。データは、パケットデータポートを通してサーバＰＣ１５００から信号伝達試験器１５０８にパケットストリームとして送信される。
【００６２】
ＤＵＴ  ＵＥ４は、信号伝達試験器１５０８からのパケットストリームを捕捉する。ＤＵＴ４は、次に、ダウンストリーム方向にパケットストリームからメディア信号を作成する。ＤＵＴがパケットストリームから生成する又はそれから取得するメディア信号は、次に、例えば、スピーカを通して音声ファイルを再生し、それをサーバＰＣ１５００のサウンドカード１６００で受け取ることにより、サーバＰＣ１５００に提供される。サーバＰＣ１５００は、メディアファイルを捕捉し、ＰＯＬＱＡ又は当業技術で公知の類似の評価技術を利用することによってＭＯＳを取得して、ソースファイル（「基準メディアファイル」）の内容をこのＰＣのサウンドカード１６００から捕捉されてＤＵＴ  ＵＥ４から受け取ったファイル（「劣化メディアファイル」）と比較する。ＰＯＬＱＡはまた、基準ファイル内の音声と劣化ファイル内の音声との間の遅延を推定する。
【００６３】
特に試験制御ＰＣ１５０２に関わる図１６のシステムの構成要素の動作のより多くの詳細は以下の通りである。最初に、試験制御ＰＣ１５０２のより多くの詳細は、それが、ＩＭＳ試験信号発生及び送信構成要素を制御するためのＲＴＤシステムを含み、制御されるシステムが、サーバＰＣ１６００、信号伝達試験器１５０８、及びＤＵＴ  ＵＥ４を含むことである。ＲＴＤは、どの基準ファイルが音声ソースとして使用されるかをサーバＰＣ１５００に命令する。ＲＴＤはまた、サーバＰＣ１５００においてダウンリンクＶｏＩＰに障害を生じさせる方法を指定するパラメータを提供する。ＤＵＴ  ＵＥ４がＬＴＥに取り付けられ、試験プラットフォーム１５０８のＩＭＳに登録された後に、ＲＴＤは、仮想ＵＥがＳＩＰ  ＩＮＶＩＴＥをＤＵＴ  ＵＥ４に送信するようにサーバＰＣ１５００に命令することによって呼び出しを開始する。ＲＴＤは、次に、呼び出し設定の残りを制御する。
【００６４】
呼び出しの設定が完了した状態で、開始された音声経路のより多くの詳細は以下の通りである。最初に、設定完了が確認された後に、サーバＰＣ１５００は、その内部の仮想ＵＥからの基準音声ファイルをコーデックに出力して再生することを開始する。サーバＰＣ１５００は、次に、コーデックからの音声フレームをＲＴＰパケットストリームにカプセル化し、ＲＴＰパケットを信号伝達試験器１５０８経由でＤＵＴ  ＵＥ４に送信する前に指定された障害を適用する。ＤＵＴ  ＵＥ４のアナログ音声出力は、パケットストリームと同等であり、サウンドカード１６００に適用される。サーバＰＣ１５００は、次に、結果として生じる劣化音声を捕捉し、劣化音声ファイルを生成する。サーバＰＣ１５００は、次に、試験制御ＰＣ１５０２内のＲＴＤに通知する。ＲＴＤは、ＳＩＰ  ＢＹＥメッセージを送信するようにサーバＰＣ１５００に命令することによって呼び出しを終了する。ＲＴＤはまた、音声ファイルに対してＰＯＬＱＡを実行してＭＯＳを推定することによって音声品質比較を実行するようにサーバＰＣ１５００に命令し、測定結果がＲＴＤに渡される。統計データを改良するために、試験システムは、同じ基準メディア信号を使用して上述の手順を繰り返し、又は別の基準ファイルを使用して上述の手順を繰り返すことができる。任意的に、単一呼び出し中にいくつかのファイルを処理することができる。
【００６５】
本発明の一実施形態において、模擬された障害のあるパケットストリームは、第１の基準メディアファイルとしてメモリに保存される。次に、第１の基準メディアファイルのコピーが、図１３の構成要素１３１０のような理想的なＤＵＴ  ＵＥを模擬する内部ジッタ除去バッファを通して提供される。次に、模擬されたＤＵＴ  ＵＥのＲＴＰ出力のカプセル化が解除され、結果として生じる音声フレームが復号されて第２の劣化メディアファイルが生成される。サーバＰＣ１５００は、ＰＯＬＱＡを実行し、第１の劣化ファイルと第２の劣化ファイルを比較してそれらを解析し、ＤＵＴ  ＵＥ４によってもたらされる品質劣化への寄与を推定することができる。
【００６６】
本発明の別の任意的な実施形態において、サーバＰＣ１５００は、高負荷条件下でＤＵＴ  ＵＥを試験するように構成することができる。高負荷条件を引き起こすために、サーバＰＣ１５００は、追加のパケットをターゲットＵＥ４に送信することができる。サーバＰＣはまた、ＭＯＳ試験進行中にターゲットＵＥ４にアップリンクパケットを送信させるための制御信号を送信することによって高負荷条件を引き起こすことができる。それによって高負荷条件下でのＭＯＳ評価が可能になる。
【００６７】
音声信号は、上記のように試験されているメディア信号のための試験処理において主に説明されるが、映像信号又は映像と音声を組み合わせた信号は、図１６に示すシステムを使用してダウンリンク方向に同様に試験することができる。映像信号の試験に関して、サーバＰＣ１５００は、基準映像信号から映像パケットストリームを作成し、障害を適用し、信号伝達試験器１５０８経由でＲＦエアインタフェース上で信号を送信する。ＤＵＴ４は、パケットストリームをジッタ除去し、それを復号し、パケットストリームと同等なビデオ画像をスクリーンに再生する。スクリーンは、典型的には、ＤＵＴのディスプレイスクリーンである。サーバＰＣ１５００は、次に、カメラを使用して、可能であればビデオ補捉カードを使用して、ＤＵＴ４がパケットストリームから生成した又はそれから得たアナログビデオ画像を捕捉し、それをデジタルデータに変換してポート内の映像に適用する。次に、受け取ったカメラデータを使用して、劣化メディア信号を提供する。これに代えて、サーバＰＣ１５００は、例えば、ＵＳＢ接続経由でＤＵＴから直接デジタル形式で劣化メディア信号を取得することにより、劣化メディアを捕捉することができる。
【００６８】
別の実施形態において、本発明は、逆のアップリンク方向における音声通信に関するＭＯＳを評価するように構成することができる。図１７は、図１６のブロック図のより多くの詳細を提供し、アップストリーム通信経路に使用される構成要素を示している。アップストリーム通信を達成するために、サーバＰＣ１５００は、基準音声ファイルを取得又は生成し、それを基準メディア音声／映像ファイルとしてメモリに格納する。基準ファイルをパケットに変換してこのパケットを信号伝達試験器１５０８に送信するのではなく、サーバＰＣ１５００は、アップリンクメディア信号の代わりに、サウンドカードを使用して音声基準ファイルをパケットストリームと同等であるアナログ音声信号に変換し、サウンドカードは、次に、スピーカ又はヘッドセット接続ケーブル経由でＤＵＴ  ＵＥ４にサウンドを注入する。ＤＵＴ  ＵＥ４は、音声をパケットストリームに変換し、信号伝達試験器１５０８経由でＲＦエアリンク上でサーバＰＣ１５００に再度送信する。サーバＰＣ１５００は、パケットストリームを捕捉し、次に、人為的障害を与えて、１つ又は２つのＲＡＮ、並びに相互接続ネットワークの影響を模擬し、パケットストリームを復号し、結果として生じる劣化メディア信号をＭＯＳ推定のための劣化ファイルとしてメモリに格納することができる。これに代えて、サーバＰＣ１５００は、例えば、ＵＳＢ接続経由で、基準メディア信号をデジタル形式で直接ＤＵＴ  ＵＥ４に注入することができる。サーバＰＣ１５００は、例えば、基準音声信号をＰＣＭ形式で注入することができる。次に、ＤＵＴ  ＵＥ４は、注入された音声をＲＴＰパケットストリームに変換し、ＲＦエアリンク上でこのストリームを送信する。
【００６９】
別の実施形態において、逆のアップリンク方向における音声の代わりに、アップリンク方向における映像信号を試験することができる。これを達成するために、アナログ映像信号の画像は、サーバＰＣ１５００のプロジェクタによってスクリーン（図示せず）に表示される。スクリーンはまた、サーバＰＣ１５００に取り付けられたモニタースクリーンとすることができる。次に、ＤＵＴ  ＵＥ４は、ビデオカメラを使用して映像信号を録画する。録画された映像信号は、ＤＵＴ  ＵＥ４によってパケット信号に変換され、信号伝達試験器１５０８を通してＲＴＰパケットストリームとしてサーバＰＣに再度送信される。次に、サーバＰＣ１５００は、パケットストリームを捕捉し、受信した劣化映像信号をサーバＰＣ１５００がＤＵＴ  ＵＥ４に投影した基準映像信号と比較してメディア品質劣化を解析する。これに代えて、サーバＰＣ１５００は、例えば、ＵＳＢ接続経由で基準映像信号をデジタル形式で直接ＤＵＴに注入することができる。
【００７０】
更に別の実施形態において、音声と映像の両方は、アップリンク方向に組み合わせアナログメディア信号として送信することができる。音声と映像の両方は、次に、ＤＵＴ  ＵＥ４によって記録され、評価のためにパケット形式でサーバＰＣ１５００に再度送信することができる。音声信号は、ＭＯＳによって評価することができ、更に、映像は、当業技術で公知の類似の手順によって評価され、基準映像と劣化映像信号を比較して映像信号劣化を解析することができる。
【００７１】
本発明を上記に詳細に説明したが、これは、本発明を実施及び使用する方法を当業者に単に教示するものである。多くの追加の修正は、以下の特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲に含まれることになる。
【符号の説明】
【００７２】
３００  ＲＡＮ
３０２  送信エンティティ
３０４  ＲＬＣセグメント化層
ＭＡＣ  メディアアクセス制御
ＲＬＣ  無線リンク制御
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図２】
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【図６】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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