尽管增强型移动宽带 (embb)、超可靠和低延迟通信 (urllc) 以及大规模机器类型通信(mmtc) 环境中的数据服务是5g演进的关键驱动因素,但语音通信仍然是运营商需要向用户提供的最重要基础服务之一。经过4年多的高效建设,我国基本已经实现5g网络覆盖,并开启5g语音的商用网络部署。随着支持5g语音功能的终端普及,预计2023年5g语音将会真正走进我们的生活。
5g语音简介
技术演进为我们呈现了一个重大变化,从最初专注于电话服务的电路交换2g网络,通过电路和分组交换共存的3g网络,演进到专注于数据通信的完全分组交换4g网络,并持续演进到今天的5g nr网络。不论网络如何演进,语音通话都是一个最基础和重要的业务。
和4g volte类似,5g nr语音(vonr)是使用ip多媒体子系统 (ims) 基础设施的ip语音。与volte一样,5gs中的ims语音也支持qos,并能够很好的保证通话质量,这是与外部应用提供的语音服务 (例如所谓的ott语音服务)的主要的区别。
5g语音音频突破(abt)测试方案
测试和测量有助于确保和验证语音服务的正常运作和实施,从而提升用户体验质量(qoe)。音频突破(abt)测试的目的是验证在受到外界信号干扰的情况下,语音通话质量受到的影响程度。5g nr语音的音频突破(abt)的运行方式与lte语音类似。重点区别是基于5g sa场景下的vonr进行测试。
5g abt测试包括以下方面的内容:
• 音频质量的测试和评估。为了确定理想的音频质量,测试设置应该包括音频质量测试设备。音频分析仪连接到使用数字或模拟接口的移动无线综测仪。同时,支持5g测试的移动无线综测仪还必须能够模拟ims网络、其信令协议 (sip、sdp) 以及用户面数据提供。
• 从语音编解码器的角度来看,除了evs编解码器之外,5g语音测试系统还应该支持传统的amr-nb和amr-wb语音编解码器。
• 测试系统还应该包括ems干扰信号的生成,并对dut进行期望的干扰。
下图是5g语音的测试系统示意,其中包括用于5g独立组网的r&scmx500无线通信测试仪,同时,为了评估音频质量,测试中还使用了音频分析仪。itu-t p.58标准规范了使用人头和躯干模拟器 (hats) 进行的音频测试,为了按照该标准进行音频测试,还可以利用具有仿真耳部和口部的仿真人头对测试系统进行扩展。
在开始测试时,dut的扬声器和麦克风连接到音频分析仪。r&scmx500支持内部ims服务器,通过采用虚拟ue仿真和音频环回模式,从而可实现快速简单的vonr功能测试。r&scmx500提供两个接口连接外部音频测试仪。一种方法是通过以太网将数字rtp音频信号输出到外部数字音频分析仪 (ip转发模式)。第二种测试方法使用r&scmx-zg180a外部媒体接入点通过模拟接口来连接外部音频测试仪(例如r&supv音频分析仪等)。
除此之外,该测试系统还需要与r&s ts9982 ems测试系统搭配使用,在要求的干扰场强下测试5g终端语音通话过程中的抗干扰能力,以确保设备可以在有电磁干扰的环境中正常稳定工作。
在测试开始时,首先激活5g小区(sa组网模式),将dut连接到ran并注册ims。该测试设置支持移动被叫呼叫或移动主叫呼叫。
首先进行基本语音功能测试,将r&scmx500配置为音频环回模式。在该模式下,内置的ims服务器模仿虚拟ue作为通信对象,所有上行音频在出现数秒延迟的情况下环回到下行链路。用户可以对着dut麦克风说话,然后聆听dut扬声器处的回音。这样做有助于快速验证sip注册和呼叫设置等功能,相当于对dut ims客户端、麦克风和扬声器以及rat特定通信进行的功能测试。
通过内置的ims服务器可以配置ims相关安全参数,例如ipsec加密和完整性保护设置。然后开启ems测试系统,生成期望场强的干扰信号,对dut干扰的情况下,通过音频分析仪判断dut是否仍然可以正常工作并符合期望结果。
参考标准
5g移动用户终端ccc认证标准:yd/t2583.18-2019
此外,还可以参考欧盟标准etsi en 301 489-52
r&s cmx500无线通信测试仪
主要特点:
• 一台仪器支持 lte、最高 8 ghz 5g fr1 频率范围和最高 50 ghz fr2 毫米波频率范围
• 支持 5g 独立模式/非独立模式
• 支持多种当前和未来的 lte 和 5g 3gpp 频段组合
• 面向未来的模块化、可扩展硬件架构
• 基于 web 的 cmsquares 用户界面,适用于射频、功能性、应用和协议测试
r&s cmx500无线通信测试仪支持5g音视频测试应用。解决方案提供所有必要技术以在sa和nsa模式下执行volte和vonr音频测量以及vilte和vinr视频测量。r&scmx500集成的ip多媒体子系统(ims)服务器能够与外部音频分析仪在ip转发模式下执行内部环回测试和音频质量测试。
r&s ts9982 ems测试系统
ts9982测试系统是用于传导和辐射ems测量的基本系统。该系统具有模块化设计,可以按照测试需求进行定制化配置,极易满足各种测量任务的需要。此外,该系统还可方便地进行不同应用组合或功能扩展。所有测试系统都通过r&selektra测试软件进行控制,自动化完成所有测试并输出定制的测试报告,从而使客户将精力全部集中在测试上。
r&s ts9982包括先进ems测试系统需要的所有设备组件:
r&s smb100b:带有各种调制功能 (cw/am/fm/pm等) 的信号源。
r&s bba系列:带控制选件的宽带功率放大器。在 4khz 至 6ghz 频率范围内可产生高达 3 kw 的 p1db 功率电平。
r&s osp220/230:视频切换单元
r&s nrx+nrp6a:小巧坚固的功率计及功率探头。
r&s elektra:自动化测试软件
其他组件还包括:
• 用于ems测试的高性能天线
• 用于在ems测试期间保护人员安全的互锁监控
• 场强探头
• 耦合去耦网络、注入钳等
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