思博伦通信搭建端到端拓扑仿真测试实验室环境

面向客户

手机制造商、行业终端制造商、终端参考设计厂商、模组厂商及芯片厂商等

用户需求

对于VoNR业务的测试关注点主要在各种条件下的音视频质量上。传统的终端VoNR测试一般以综测仪为主，对单台终端进行功能和音频质量测试，其中音频质量测试，通常会结合人工头配合消音室的方案，多用于认证实验室。

实际的网络中无线信号质量受各种多普勒频偏，衰减，噪声，时延，相关性等因素的影响，通信网络在有线侧受到长距离传输时延、丢包、抖动、乱序、流量微突发等影响，而且这些因素时刻变化着，无法复现，结合真实网络和各种使用场景，提供更好的用户体验，成为了日常测试中的难点。

基于上述需求，大量用户开始考虑以下更真实的测试场景：

多终端拨打VoNR语音视频通话（真实终端间通话）

语音/视频通话时保持数据传输

基于上面的语音/视频通话，进行音视频质量的评估

基于上面的质量评估，在有线和无线分别加入损伤（信道模型），仿真真实使用场景

基于上面的损伤模型，加入各种切换复杂场景如基站间切换、核心网间切换等，再评估语音/视频通话质量

测试方案

通过思博伦通信基于场景的5G端到端仿真测试实验室环境，我们搭建了完整的端到端拓扑，可以给客户定制VoNR的测试方案、计划，执行测试并输出专业化测试报告。

被测设备

终端设备–基于不同芯片方案的多台手机终端

仿真测试平台

核心网 – Spirent Landslide，全面仿真5G核心网（单网元、多网元、UPF单独下沉等）以及不同切片场景

基站 – 真实5G基站（商用设备，多种硬件配置，可以很灵活、经济地扩展到多小区环境）卫星信号仿真器 – Spirent GSS7000，为基站提供高精度时钟，也可为被测终端提供卫星导航信号仿真或高精度差分定位信息仿真等信道仿真器 – Spirent Vertex，仿真无线信号传播场景（多径、恶劣天气、高速运动等）网络损伤仪 – Spirent Attero， 仿真有线网络各种损伤场景（长距离传输时延、丢包、抖动、乱序、流量微突发等）音视频质量评估仪表 – Spirent Umetrix， 提供端到端语音质量测试， 视频流媒体和视频通话质量测试

图1 VoNR测试拓扑示意图

基于上述拓扑图搭建的仿真测试环境可以提供真实的射频信道环境以及网络环境（包含核心网、有线网络仿真等），可以完成如下测试能力：

多终端在5G网络中进行端到端的VoNR语音视频通话

在进行VoNR业务的同时进行Internet访问

信道仿真仪模拟射频衰落场景/网络损伤仪模拟IP网络损伤场景

支持端到端语音质量测试（POLQA MOS）、端到端语音延时测试（毫秒级精度）

支持视频流媒体和视频通话质量测试（流畅度/全参考PEVQ/无参考三种算法）

测试过程

首先，通过5G端到端仿真测试自动化平台进行环境准备，对各个网元和仪表进行初始化，等待手机驻网后。

STEP 1： 手机A呼叫手机B，手机B振铃且接听

图2 手机语音呼叫

STEP 2： 切换到视频通话

图3 视频通话

STEP 3： 视频通话的同时进行Internet连接

图4 Internet连接

STEP 4： 进行音视频的质量评估音频质量：

图5 理想信道音频质量测试

接下来我们用Umetrix Voice-Nomad UX测一下实际的VoNR通话质量。上图为Umetrix Voice的界面，使用ITU标准的POLQA算法计算语音MOS值。软件界面上现在显示的就是两个手机通话的实时MOS分。MOS分的范围为1 - 4.75分，分值越高代表语音质量越好，在理想情况下宽带通话的MOS分稳定在3.8分以上。视频质量：

图6 理想信道视频质量测试

Umetrix Video无参考算法可以准实时的评价VoNR视频通话的视频质量。我们先看一下理想环境下的视频通话质量。蓝色曲线是代表每一帧画面质量的MOS分，如果出现红色柱状图则代表了画面出现了卡顿。在理想信道下视频没有出现卡顿，所以没有红色柱状图出现。STEP 5： 在自动化平台加入信道损伤，从理想信道很容易通过自动化平台的方式切换到密集城区有高层建筑物遮挡所带来的信号衰落模型。

接下来看看加入信道损伤后的音视频质量： 音频质量：

图7 加损后的音频质量测试

可以看到加入损伤后，MOS值从3.8掉到了3.4左右。

视频质量：

图8 加损后的视频质量测试

如果出现红色柱状图则代表了画面出现了卡顿。我们加入信道模型，就很容易的看到画面卡顿现象的产生。测试完成后，算法也会根据画面质量和卡顿的情况给出视频通话的综合QoE以及MOS。

方案价值

商用5G网络及实验网中VoNR环境需要相对较多的协调工作，本实验室仿真环境尽可能真实地搭建出一个可重复可控的5G网络环境。

可以构造出VoNR真实应用场景中的无线信道传播环境、有线网络损伤环境等，对多个真实终端间的端到端VoNR通话进行音视频质量评估，同时叠加数据业务进行测试。

网络环境灵活可控，对于复杂的核心网场景、多基站场景、多终端场景均可通过扩展实现。

可以以TaaS测试即服务的方式提供，用时短（测试周期以“天”计算），方案报价灵活，适用于多次回归验证或短期性能验证项目等场景。

　　审核编辑：彭菁