2018-08-29 15:32:49
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在2G/3G時(shí)代，語(yǔ)音和數據業(yè)務(wù)分別承載在兩張不同的核心網(wǎng)上，控制語(yǔ)音相關(guān)的叫電路域(CS域：Circuit Switch)，控制數據業(yè)務(wù)相關(guān)的叫分組域(PS域：Packet Switch)，隨著(zhù)數據業(yè)務(wù)的爆發(fā)以及網(wǎng)絡(luò )的全IP化，LTE網(wǎng)絡(luò )將只保留分組域，承載用戶(hù)的語(yǔ)音、數據業(yè)務(wù)，而目前中國還不具備在4GLTE網(wǎng)上承載語(yǔ)音業(yè)務(wù)條件，當發(fā)起語(yǔ)音業(yè)務(wù)時(shí)，通過(guò)切換，完全回落至2/3G網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行語(yǔ)音業(yè)務(wù)。所以對于4GLTE的體驗只是在數據業(yè)務(wù)傳輸速率上會(huì )有明顯的提升，而公網(wǎng)對講則是利用了廣域覆蓋的運營(yíng)商通信網(wǎng)絡(luò )優(yōu)勢，擺脫了通信距離、用戶(hù)容量和專(zhuān)用頻率等限制的瓶頸。
隨著(zhù)運營(yíng)商通信網(wǎng)絡(luò )的演進(jìn)，三大運營(yíng)商4G網(wǎng)絡(luò )建設已經(jīng)在國內得到普及，運營(yíng)商4G頻點(diǎn)的迅速增加，2G頻點(diǎn)的縮減，4G網(wǎng)絡(luò )在網(wǎng)絡(luò )覆蓋上的優(yōu)勢也越發(fā)明顯，另外依靠4GLTE無(wú)線(xiàn)傳輸的高帶寬，使的視頻圖片信息得到實(shí)際的應用，傳輸質(zhì)量還將不斷提高，促使對公網(wǎng)對講平臺4G網(wǎng)絡(luò )的終端體驗也越來(lái)越好，4G網(wǎng)絡(luò )應用已成趨勢。
在發(fā)展4G業(yè)務(wù)的起步階段，不論是平臺商、終端廠(chǎng)商、經(jīng)銷(xiāo)零售商，都將目光放在4G的網(wǎng)絡(luò )、終端上，網(wǎng)絡(luò )建設固然重要，但是在發(fā)展4G的同時(shí)，也不能忽略平臺商在技術(shù)方面做的改進(jìn)，下面我們介紹一下善理對講平臺對提升基于4G網(wǎng)絡(luò )用戶(hù)體驗的一些提升。
一、2G/3G公網(wǎng)對講機的現狀
使用2G/3G網(wǎng)絡(luò )的公網(wǎng)對講機影響用戶(hù)體驗的問(wèn)題主要有這幾點(diǎn)：
1、音質(zhì)較差
2G/3G帶寬有限，無(wú)法使用編碼率更高的算法;4G網(wǎng)絡(luò )則有更大的處理空間。
2G網(wǎng)絡(luò )是以無(wú)線(xiàn)通訊數字化為代表，能夠進(jìn)行窄帶數據通訊，傳輸速度很慢。
北峰4G全網(wǎng)通公網(wǎng)對講機BF-CM625S
3G網(wǎng)絡(luò )主要是在2G的基礎上發(fā)展了高帶寬的數據通信，并提高了語(yǔ)音通話(huà)安全性。3G一般的數據通信帶寬都在500Kb/s以上。
4G網(wǎng)絡(luò )是是集3G與WLAN于一體并能夠傳輸高質(zhì)量視頻圖像以及圖像傳輸質(zhì)量與高清晰度電視不相上下的技術(shù)產(chǎn)品。4G系統能夠以100Mbps的速度下載，比撥號上網(wǎng)快2000倍，上傳的速度也能達到20Mbps，并能夠滿(mǎn)足幾乎所有用戶(hù)對于無(wú)線(xiàn)服務(wù)的要求。
2、時(shí)延較大
4G LTE 的網(wǎng)絡(luò )延遲至少是 3G 網(wǎng)絡(luò )的一半。4G網(wǎng)絡(luò )架構扁平化，去掉RNC的物理實(shí)體，功能實(shí)體分解到基站和核心網(wǎng)元，大部分功能放在了E-NodeB，以減少時(shí)延和增強調度能力?；?G網(wǎng)絡(luò )延時(shí)，公網(wǎng)也可以調整傳輸策略，極大降低時(shí)延。
3、信號覆蓋率降低
在運營(yíng)商大力推廣4G的背景下，2G頻段的縮減，2G信號覆蓋率越來(lái)越低;同時(shí)，3G網(wǎng)絡(luò )頻點(diǎn)也在不斷減少。
二、基于4G網(wǎng)絡(luò )提升語(yǔ)音質(zhì)量
公網(wǎng)對講平臺的核心指標包括組建立時(shí)延、話(huà)權搶占時(shí)延、語(yǔ)音質(zhì)量(MOS分)、端到端語(yǔ)音延時(shí)等。
MOS分(Mean Opinion Score，平均主觀(guān)意見(jiàn)分)用于衡量經(jīng)過(guò)通信系統壓縮編碼傳輸后恢復語(yǔ)音的“還原度”，包括可懂度、清晰度和自然度，采用5分制打分(5優(yōu)，4良，3尚可，2差，1劣)。傳統PSTN有線(xiàn)電話(huà)的語(yǔ)音質(zhì)量一般定義為MOS 4.0分，2G無(wú)線(xiàn)電話(huà)的語(yǔ)音質(zhì)量為MOS 2.5-4分之間，3G移動(dòng)電話(huà)系統采用的語(yǔ)音編解碼算法可以達到4分以上。
而對講平臺架構設計是影響音質(zhì)指標關(guān)鍵因素，核心點(diǎn)包括：
1、語(yǔ)音編解碼算法
語(yǔ)音編解碼算法是決定公網(wǎng)對講平臺所能提供的語(yǔ)音質(zhì)量的根本因素。
EVRC編碼廣泛使用于CDMA網(wǎng)絡(luò )。EVRC標準遵循規范TIA IS-127的內容。EVRC編碼基于RCELP(松弛碼激勵線(xiàn)性預測)標準。該編碼可以以Rate 1(171bits/packet)，Rate1/2(80bits/packet)或是Rate1/8(16bits/packet)的容量進(jìn)行操作。在要求下，它也能產(chǎn)生空包(0bits/packet)。
但是受限于2G/3G網(wǎng)絡(luò )帶寬，公網(wǎng)對講平臺很多采用EVRC 8K采樣變速率編解碼來(lái)壓縮傳輸的語(yǔ)音數據。但是EVRC半速率(4Kbps)編碼其音質(zhì)較差，MOS分只有3.0分左右。
AMR語(yǔ)音編碼是GSM2+和WCDMA的默認編碼標準，是第三代無(wú)線(xiàn)通訊系統的語(yǔ)音編碼標準。GSM-AMR標準基于A(yíng)CELP(代數激勵線(xiàn)性預測)編碼。它能在廣泛的傳輸條件下提供高品質(zhì)的語(yǔ)音效果。
2、語(yǔ)音增強算法
主要包括環(huán)境噪聲抑制、自適應聲學(xué)回聲消除、自動(dòng)增益控制、自適應均衡等算法。
在通信過(guò)程中語(yǔ)音受到來(lái)自周?chē)h(huán)境、傳輸媒介引入的噪聲，使接收到的語(yǔ)音信號并非純凈的原始語(yǔ)音信號，而是受噪聲污染的帶噪語(yǔ)音信號。這里的“噪音”定義為所需語(yǔ)音信號以外的所有干擾信號。
干擾信號可以是窄帶的或寬帶的、白噪聲的或有色噪聲的、聲學(xué)的或電學(xué)的、加性的或乘性的，甚至可以是其它無(wú)關(guān)的語(yǔ)音。由噪聲導致的語(yǔ)音質(zhì)量的下降會(huì )使許多語(yǔ)音處理系統的性能急劇惡化。采用語(yǔ)音增強技術(shù)進(jìn)行預處理，可有效地改善系統性能。
3、傳輸策略
傳輸延時(shí)、抖動(dòng)、丟包在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )環(huán)境下是都會(huì )，常用的策略有抗抖動(dòng)處理，丟包隱藏等，但需要在語(yǔ)音延時(shí)/抖動(dòng)與音質(zhì)之間取得平衡。
在語(yǔ)音抖動(dòng)處理中主要采用的是抖動(dòng)緩沖技術(shù), 即在接收方設定一個(gè)緩沖池, 話(huà)音包到達時(shí)首先進(jìn)入緩沖池暫存, 系統以穩定平緩的速率將話(huà)音包從緩沖池中取出、解壓、然后播放給受話(huà)者。這種緩沖技術(shù)可以在一定限度內有效處理話(huà)音抖動(dòng), 提高音質(zhì)。
使用抖動(dòng)緩沖技術(shù)的原理，需要處理好延時(shí)與抖動(dòng)的平衡，取兩者的平衡點(diǎn)，使緩存器的網(wǎng)絡(luò )延時(shí)保持在一定時(shí)間左右。
4、服務(wù)器處理機制
服務(wù)器信令傳輸機制優(yōu)化，優(yōu)化并發(fā)處理等。我們知道4G網(wǎng)絡(luò )帶寬大，傳輸時(shí)延小，所以針對平臺架構，要想提升語(yǔ)音質(zhì)量可以通過(guò)如下措施：
?調整編解碼算法
提升采樣率，傳統使用的8K采樣，可以使用16K或更高。使用現代改良編解碼算法，例如3GPP AMR， ITU G.72x語(yǔ)音編碼簇等。
?語(yǔ)音增強算法
可使用更多的算法來(lái)增強，相對于2G/3G模塊系統資源和處理器性能，4G模塊無(wú)論計算速度和可調用的資源都提升了很多，所以可以引入更高效保真的算法來(lái)處理語(yǔ)音。
?低時(shí)延傳輸
可以利用4G傳輸時(shí)延小的特性，調整語(yǔ)音數據包的傳輸包的大小，有效降低端到端語(yǔ)音延時(shí)。
三、基于4G模塊實(shí)現降低功耗
耗電大一直是2G/3G終端的死結，電池容量一再增大，仍然不能保證待機一天。因為在2G/3G網(wǎng)絡(luò )下，為了防止終端和基站斷開(kāi)鏈接，公網(wǎng)平臺終端都設計為永不休眠，一直與服務(wù)器保持頻繁的通信，這是導致耗電的根本因素。
而這一問(wèn)題在4G模塊+4G網(wǎng)絡(luò )情況下有望解決：
1、系統休眠
多數4G模塊提供系統休眠機制，休眠情況下，模塊耗電會(huì )將至最低。
2、網(wǎng)絡(luò )相應延遲
休眠情況下，模塊能否及時(shí)被喚醒是關(guān)鍵點(diǎn)，更低的喚醒時(shí)間，用戶(hù)越感知不到休眠。
能夠解決上面兩個(gè)問(wèn)題，就能夠極大的延長(cháng)終端的待機時(shí)間，也為用戶(hù)提供更好的使用體驗。
四、4G業(yè)務(wù)下的應用體現
視頻調度系統是一套基于IP網(wǎng)絡(luò )，集視頻指揮調度、視頻會(huì )議、圖片分發(fā)等功能于一體的綜合視頻調度系統。系統采用H.264數字視頻編碼技術(shù)，實(shí)現無(wú)線(xiàn)寬帶上的整體視頻調度，配合專(zhuān)用多媒體視頻終端，實(shí)現視頻、圖片的遠程拍攝、分發(fā)、轉發(fā)，為各個(gè)單位用戶(hù)提供更豐富的視頻調度信息。
視頻調度功能：通過(guò)前方視頻對講終端、智能手機，將現場(chǎng)的視頻實(shí)時(shí)回傳到調度臺;支持視頻查看、管理和調度各類(lèi)視頻源的功能;支持拍照、錄相及本地保存功能;支持現場(chǎng)圖片、錄像的上傳和接收;對已上傳的現場(chǎng)圖片、錄像資源進(jìn)行管理和分發(fā);支持對已上傳的視頻/圖片或自定義的視頻/圖片分發(fā)或推送到各種移動(dòng)終端或視頻終端的功能。
數據：隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代到來(lái)，傳統的電力、交通、能源、化工、制造等行業(yè)都在積極探尋基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應用，物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)將使未來(lái)的移動(dòng)互聯(lián)不僅是人與人的互聯(lián)，還包括了人與物、物與物、人與環(huán)境、物與環(huán)境等各種方式的互聯(lián)、互動(dòng)，物聯(lián)網(wǎng)的未來(lái)必然是與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的互動(dòng)去完成共同的進(jìn)化，在物聯(lián)網(wǎng)的大潮下我們在進(jìn)行對數據的收集分析，使得能夠與行業(yè)其它應用系統進(jìn)行深度的融合，讓數據得到有效的互聯(lián)。
五、基于4G全網(wǎng)通覆蓋的產(chǎn)品優(yōu)勢
目前在網(wǎng)用戶(hù)反映2G/3G網(wǎng)絡(luò )覆蓋會(huì )有很多盲區，造成用戶(hù)體驗差，運營(yíng)商4G基站建設加速，頻段重耕，2G/3G的頻點(diǎn)覆蓋勢必要減少很多，在體驗方面勢必不如之前，所以基于4G全網(wǎng)通的終端的優(yōu)勢將會(huì )越來(lái)越明顯，全網(wǎng)通的機器可以讓用戶(hù)在網(wǎng)絡(luò )方面更為靈活，不只局限于某個(gè)運營(yíng)商，善理即將推出的4G終端是基于安卓8909的智能模塊，支持WLAN、藍牙的連接，在用戶(hù)實(shí)際應用與擴展方面也將得到更多的支持，例如可支持光線(xiàn)感應、重力感應、陀螺儀、NFC等智能終端硬件，在產(chǎn)品屬性上完全區分傳統對講終端，擁有更大的市場(chǎng)空間，在運營(yíng)商大力推動(dòng)4G的背景下，善理也與模塊商、終端制造商配合推出了4G的高性?xún)r(jià)比終端，加速4G的普及，讓公網(wǎng)對講的用戶(hù)得到更好的使用體驗。
總之，平臺商做為公網(wǎng)對講系統中的一個(gè)重要組成，對于公網(wǎng)對講行業(yè)具有強大的服務(wù)支持作用，進(jìn)行4G對講應用的開(kāi)發(fā)設計分析，對于促進(jìn)公網(wǎng)對講發(fā)展的提升具有積極的作用和意義。