MOS——移动通信网语音评分标准

一、什么是MOS？它是Mean Opnion Score缩写，用于数字网络中语音质量的主观衡量标准，也就是移动通讯中的平均选项分数；标准由ITU制定，取值范围从:1~5。

二、MOS评分设备用于测量手机中音频编解码器质量，如下图(1)所示R&S公司的CMW500，它是GSM、WCDMA、LTE和5G等3GPP技术无线网生成器，为网络生成样本，调用不同编解码器进行MOS评分。

图1.R&S公司的CMW500语音样本生成与评分系统

三、语音编码通过移动网络传输的音频在网络中传输前需要进行编码；通过编码对信号压缩并降低数字信号的比特率，以实现高效传输或存储。如图(2)所示，您可以看到4G(LTE)中点对点模拟呼叫的整体流程(VoLTE通话)；通话中使用AMR-WB编解码器，以两倍于电路交换系统采样率 (16000Hz)进行信号传输。

图2.VOLTE通话及MOS评分过程示意图

编码器压缩这些数字化样本以减少传输语音信号所需的网络带宽消耗。在VoIP网络可以支持多种不同的音频编解码器。这些编解码器在语音编码类型、编码比特率和帧大小、复杂性(每秒操作数)、延迟(毫秒)和合成语音的感知质量方面有所不同。

四、AMR(自适应多速率)编解码方案在IP网络中语音质量的特性受时延、抖动、丢包、网络拥塞等多种参数的影响，也正是这些因素直接影响无线网络中语音通话的感知和MOS打分；为解决语音编码问题3GPP提供了AMR-WB(自适应多速率宽带)方案(欢迎参阅:VOLTE/VONR中的AMR),根据16000个样本/秒，可有九种基本比特率可供选择，其中:

•  ACELP(自适应编码退出线性预测)适用于所有比特率;

• 提供更低比特率压缩及根据网络条件快速适应不同压缩的能力;

• 它们每个都生成编码的20ms语音帧，并每20ms在它们之间切换;

• 编码语音帧中的比特根据其主观重要性排序

五、VOLTE与AMR在4G(LTE)网络中语音帧通过网络协议按顺序打包，具体通过实时传输协议(RTP)、用户数据报协议(UDP)和互联网协议(IP)进行处理；如下图(3)所示语音有AMR-WB九套编码参数供选择。

图3.VOLTE通话中AMR速率九种格式

六、AMR选择在VOLTE通话过程中传输的语音可根据终端对信噪比的测量选择九种编解码器之一。为了选择比特率接收器测量无线信道的质量--CQI(信道质量指示符)就是用于此目的,以决定使用哪种模式(编解码器)。当终端测量至的CQI改变时调制也会改变，从而传输的比特量也会改变。

七、MOS打分在音频下行链路或上行链路处理之后，UPV将把接收到的语音提交给所实现的MOS算法；UPV- 一个高性能音频分析仪，执行评估 MO 的POLQA算法。通常MOS应该保持在3左右以获得良好的接收效果。ITU推荐的九种编解码器与预期MOS关系如下:

         图4.VOLTE通话中AMR编码与MOS得分