[发明专利]一种基于数据挖掘的3G语音业务质量评估方法

摘要

本发明公开了一种基于数据挖掘的3G语音业务质量评估方法，属于通信技术领域。采用数据挖掘方法根据语音质量值与上行下行无线链路网络参数之间的关系得到3G无线通信网络的语音质量评估模型，其中模型训练所需数据从现网的信令监测平台中获取，模型建立后的实时评估过程中以信令监测平台提供的网络物理层参数作为输入，无需原始语音样本，可提供对语音业务质量的实时监控，反映话音在移动通信网络传输过程中，无线链路对其产生的影响即当前用户所处区域移动网络的状况，可迅速定位造成语音质量下降的原因，为针对性进行网络优化提供参考。

主权项

一种基于数据挖掘的3G语音业务质量评估方法，其特征在于，包含如下步骤：步骤1，采用移动终端呼叫固定电话方式采集训练数据，其中移动终端为主叫，记为UE A，固定电话为被叫，记为UE B；主叫UE A通过基站Node B向被叫UE B发送数据的链路称为上行链路，被叫UE B通过基站Node B向主叫UE A发送数据的链路称为下行链路；按照以下子步骤配置数据采集环境：子步骤S101：设置3G网络中MR测量报告上报为周期性上报，上报周期为Tperiod；所述MR为测量报告，包含两个部分：上行信号信息以及下行信号信息；移动终端UE A测量采集下行信号信息，下行信号信息指与下行链路有关的信息，然后通过Uu口的Measurement Report信令将下行信号信息上报给基站Node B，Uu口指终端与基站间标准化接口；基站Node B测量采集上行信号信息，上行信号信息指与上行链路有关的信息，然后基站Node B将上下行信号信息汇总整合得到最终的MR测量报告，按照设定的周期Tperiod通过Iub接口发送给无线网络控制器RNC；子步骤S102：设置评估模型的评估周期T，即评估模型的最小时间粒度；评估周期T的取值通过MR测量报告上报周期Tperiod获得，取T＝m*Tperiod，T>Tperiod，m取整数；且T≥3.2s；步骤2：评估模型的建立，包括如下子步骤：子步骤S201：获得各评估周期的语音质量评估值：主叫UE A向被叫UE B发起呼叫，接通后开始通话，主叫与被叫交替放音并由对方录音，每次放音的时长均为评估周期时长T；之后UE A挂断通话，若采集的语音样本量不够，则发起下一次呼叫，放音次数累计；记录通过Iub口的所有信令；对每次放音录制的语音样本，采用ITU‑T P.862.1协议的插入式评估方法进行语音质量评估，获得语音质量评估值，具体如下：在第i个评估周期中：若是被叫终端UE B放音，则在主叫终端UE A中记录经过下行链路得到的退化语音样本，同时采用插入式评估方法评估得到该下行语音质量值，记为第i个评估周期的语音质量值MOSreal_down_i；并标记该评估周期为下行过程；若是主叫终端UE A放音，则在被叫终端UE B中记录经过上行链路得到的退化语音样本，同时采用插入式评估方法评估得到该上行语音质量值，记为第i个评估周期的语音质量值MOSreal_up_i；并标记该评估周期为上行过程；其中i＝1,…,n，n为语音样本个数，即测试过程中所有通话放音的总次数，n应大于等于1000；子步骤S202：从上一步所记录的通过Iub口的所有信令中，提取出切换信令和MR测量报告中的上行信号信息、下行信号信息，从中解析网络参数，选取网络参数，包括：接收信号码功率RSCP、信干比SIR、误块率BLER，编码方式Codec、接力切换次数HO1、硬切换次数HO2；具体方法是，在第i个评估周期T中：若该评估周期是上行过程，即是由主叫终端UE A放音，则通过解析MR测量报告中的上行信号信息和切换信令，获得上行无线链路参数Dup_netpara_i＝[p1_i,p2_i,…,pM_i]up；若该评估周期是下行过程，即是由被叫终端UE B放音，则通过解析MR测量报告中的下行信号信息和切换信令，获得下行无线链路参数Ddown_netpara_i＝[p1_i,p2_i,…,pM_i]down；记第i个评估周期中，这些选出的网络参数取值为[p1_i,p2_i,…,pM_i]，M表示所选网络参数的总的种类数，在一个评估模型的建立过程中，所选的网络参数固定，即对于n个评估周期所选的网络参数都是同样的种类；每个pj_i都是m行1列的列向量，表示第i个评估周期内来自m个上报周期的第j种网络参数的相应m个值；子步骤S203：数据预处理：对每个评估周期获得的Dup_netpara_i和Ddown_netpara_i中的每个列向量pj_i分别进行数据预处理，得到无线链路的上行链路测量数据、下行链路测量数据，具体如下：(a)按照pj_i的类别进行降维操作：对连续型网络参数pj_i，所涉及的参数种类包括：接收信号码功率RSCP、信干比SIR、误块率BLER；分别求出每种参数在第i个评估周期内的m个取值的均值pj_i_mean、最大值pj_i_max、最小值pj_i_min，作为该种参数在此评估周期的记录值；对分类型网络参数pj_i，所涉及的参数种类包括：编码方式Codec、串联自由操作状态TFO、编码转换免除操作状态TrFO；因这些参数在一个通话过程中状态不变，每种参数在第i个评估周期内的m个取值都为同一个值，所以取单个值作为的记录值对计次型网络参数pj_i，所涉及的参数种类包括：接力切换次数HO1、硬切换次数HO2；因这些参数在一次通话中的状态是“记录累计次数”的过程，因此对每种参数取在第i个评估周期内的m个值中的最大值与最小值之差，也就是该评估周期内的次数，作为记录值(b)将同一评估周期内的经过上述处理获得的网络参数记录值，按照预设的顺序建立网络参数向量，即：对标记为上行过程的第i个评估周期，各网络参数记录值所构成的一维向量即为无线链路的上行链路测量数据Dtrup_i，且同一种网络参数记录值在各Dtrup_i的位置相同；对标记为下行过程的第i个评估周期，各网络参数记录值所构成的一维向量即为无线链路的下行链路测量数据Dtrdown_i，且同一种网络参数记录值在各Dtrdow_ni的位置相同；子步骤S204：语音业务质量评估模型建立：采用标记为上行过程的各评估周期的上行链路测量数据Dtrup_i和步骤S201获得的标记为上行过程的各评估周期的语音质量值MOSreal_up_i，对语音质量值MOSreal_up_i与Dtrup_i中的各参数采用基于最小二乘法的多元线性回归算法进行拟合，得到上行语音质量评估公式，即该基站Node B的上行链路语音质量预测模型，它给出了语音质量值与上行无线链路网络参数之间的关系；采用标记为下行过程的各评估周期的下行链路测量数据Dtrdown_i和步骤201获得的标记为下行过程的各评估周期的语音质量值MOSreal_down_i，对语音质量值与网络参数采用基于最小二乘法的多元线性回归算法进行拟合，得到下行语音质量评估公式，即得到该基站Node B的下行链路语音质量预测模型，它给出了语音质量值与下行无线链路网络参数之间的关系；步骤3，对该基站3G无线通信的语音质量评估预测子步骤S301：对该基站中发生的通话进行语音质量评估时，即主叫UE A向被叫UE B发起呼叫，接通后主叫与被叫交替放音；设定系统的第i次放音的评估周期时长Ttest_i，系统的MR测量报告上报周期不变，记录通过Iub口的所有信令；为了采用本发明建立的模型对实际通话进行实时的语音质量评估，根据待评估的实际通话中的第i次放音的持续时间，取该次放音的评估周期Ttest_i＝ki*Tperiod，ki为整数，Ttest_i≥3.2s，且Ttest_i为小于等于第i次放音持续时间的最大值；若是被叫终端UE B放音，标记该评估周期为下行过程；若是主叫终端UE A放音，标记该评估周期为上行过程；对实际通话中的每个上行通话持续时间和下行通话时间，分别从实际通话过程中所记录的通过Iub口的所有信令中，提取出MR测量报告和切换信令，从中解析提取子步骤S202选定的网络参数，即包括：接收信号码功率RSCP、信干比SIR、误块率BLER，编码方式Codec、接力切换次数HO1、硬切换次数HO2；在第i个评估周期中：若该评估周期是上行过程，即是由主叫终端UE A放音，则通过解析MR测量报告中的上行信号信息和切换信令，获得上行无线链路参数Dup_netpara＝[p1_i,p2_i,…,pM_i]up；若该评估周期是下行过程，即是由被叫终端UE B放音，则通过解析MR测量报告中的下行信号信息和切换信令，获得下行无线链路参数Ddown_netpara＝[p1_i,p2_i,…,pM_i]down；pj_i代表第i个评估周期中第j种网络参数，它是ki行1列的列向量，该列向量是第i个评估周期内来自ki个上报周期的该种网络参数的相应ki个值；子步骤S302：数据预处理；对每个评估周期获得的各选定的网络参数的ki个取值，采用子步骤S203所述的方法进行数据预处理，将同一评估周期内的经过预处理的网络参数，按照预设的统一顺序建立第i次放音对应的网络参数向量，即：对标记为上行过程的评估周期，获得该无线链路第i个评估周期的上行链路测量数据Dtrup_i；对标记为下行过程的评估周期，获得无线链路第i个评估周期的下行链路测量数据Dtrdown_i；子步骤S303：若第i个评估周期属于上行过程，则调用子步骤S204建立的上行语音质量评估公式，输入子步骤S302获得的上行链路测量数据Dtrup_i和下行链路测量数据Dtrdown_i，得到该评估周期内的语音质量值；若第i个评估周期属于下行过程，则调用子步骤S204建立的下行语音质量评估公式，输入子步骤S302获得的下行链路测量数据Dtrdown_i，得到该评估周期内的语音质量值。