Testen der Sprachqualität mit POLQA®

Der R&S®CMX500 Radio Communication Tester eignet sich ideal für die Analyse der VoNR- und VoLTE-Sprachqualität und Performance von Mobilfunkgeräten.

CMX500 Radio Communication Tester
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Die Bedeutung von 5G-Sprachdiensten

5G New Radio zeichnet sich durch einen hohen Datendurchsatz aus und stellt für Millionen von IoT-Geräten Konnektivität bereit. Trotzdem sind Sprachdienste auch heute noch von großer Bedeutung. Nicht nur Rettungsdienste, sondern auch die Transportbranche sind bei kritischen Abläufen auf zuverlässige Echtzeit-Sprachverbindungen angewiesen. Die meisten Endverbraucher wollen ebenfalls nicht auf 5G-Sprachtelefonie verzichten und erwarten die flächendeckende Verfügbarkeit hochwertiger Sprachdienste rund um die Uhr.

Gemäß 3GPP-Spezifikation müssen 5G-Netze qualitativ hochwertige VoNR-Dienste (Voice over NR) bereitstellen und Netzbetreibern die Migration vorhandener Sprachdaten aus ihren 2G-, 3G- und 4G-Netzen nach 5G NR erlauben. Wie bei Voice over LTE (VoLTE) für 4G ist die zugrundeliegende Technologie in 5G-Netzen das IP Multimedia Subsystem (IMS).

Der standardmäßige 5G-Sprachcodec ermöglicht „HD-Voice+“ durch Nutzung der Enhanced Voice Services (EVS) 5G-fähiger Geräte. Die Sprachqualität und Performance dieser Geräte werden anhand einer mittleren Beurteilungsnote (Mean Opinion Score, MOS) bewertet, die mit einem Algorithmus wie POLQA® (Perceptual Objective Listening Quality Analysis) ermittelt wird. Beim MOS wird die Sprachqualität mit einer Skala von eins (schlecht) bis fünf (sehr gut) bewertet. Sprach-Performance-Tests sind für Mobilfunkanbieter und Gerätehersteller unerlässlich. Sie geben Aufschluss über die Sprach-Performance und die Einschränkungen von Mobilfunkgeräten und lassen Probleme bereits in einer frühen Entwicklungsphase zu Tage treten.

Traditioneller Ansatz

Ein Mobilfunktester und ein externer PC bauen eine Mobilfunkverbindung auf und simulieren die IMS-Infrastruktur für den Prüfling (DUT), um die Audioleistung zu beurteilen. Für die Bewertung der Sprachqualität im Uplink und Downlink und die Bestimmung des MOS ist ein zusätzlicher externer Audioanalysator erforderlich, wodurch Komplexität und Zeitaufwand steigen.

Lösung von Rohde & Schwarz

Der R&S®CMX500 Radio Communication Tester vereinfacht Sprachqualitäts- und Performance-Tests mit einem internen IMS-Server und der integrierten Option R&S®CMX-KA181 POLQA® Audiomessungen. Die One-Box-Lösung simuliert ein 5G NR- oder 4G LTE-Netz mit einer Funkverbindung zum Teilnehmergerät unter kontrollierten und fehlerfreien Bedingungen und stellt gleichzeitig die erforderliche IMS-Infrastruktur bereit. Alle standardspezifischen Sprachcodecs für VoNR- und VoLTE-Anrufe werden unterstützt, einschließlich des bei 5G vorgeschriebenen EVS.

Die integrierte Option R&S®CMX-KA181 POLQA® Audiomessungen macht einen externen Audioanalysator für die Bewertung der Uplink- und Downlink-Sprachqualität überflüssig. Die Tests werden über die elektrische Schnittstelle im Headset des Benutzergeräts durchgeführt, um eine bidirektionale Audioverbindung zwischen dem Teilnehmergerät und dem Funkkommunikationstester herzustellen.

Testverfahren

Der R&S®CMX500 liefert die abzuspielenden Sprachreferenzsignale nach dem Branchenstandard ITU-T P.501 und fügt sie in den Übertragungskanal ein. Während der Übertragung verschlechtert sich das Sprachsignal aufgrund von Sprachkompression und Übertragungsartefakten. Der R&S®CMX500 zeichnet das verschlechterte Audiosignal auf und vergleicht es mit dem Referenzsignal. Die integrierte Option POLQA® Audiomessungen bewertet die Sprachqualität gemäß der Empfehlung von ITU-T P.863 und berechnet den MOS. Alle Tests können auch unter Fading- und IP-Störungsbedingungen durchgeführt werden, um die Robustheit der Sprachdecoder und Jitter Puffer des Prüflings zu prüfen.

Skripterstellung und Automatisierung

Der in den R&S®CMX500 integrierte R&S®CMsequencer bietet eine grafische Benutzeroberfläche zur Skripterstellung, mit der sich VoLTE- und VoNR-Sprachqualitätstests nach 3GPP 26.954 vollständig automatisieren lassen. Mit nur wenigen Klicks kann der Benutzer eine Testkampagne definieren. Die interne Option POLQA® Audiomessungen lässt sich auch mit XLAPI-Skripten verwenden.

Von der Forschung und Entwicklung bis zur Produktion

Mit der integrierten Option POLQA® Audiomessungen eignet sich der R&S®CMX500 für ein breites Spektrum von Anwendungsfällen. In der Designphase ermöglicht die Applikation ein einfaches und frühzeitiges Testen neuer Software, neuer Codecs und Codec-Updates. VoNR- und VoLTE-Performance- und Robustheitstests lassen sich leicht in F&E-Tests und Produktion integrieren. Die Lösung erlaubt Netzbetreibern eine schnelle Prüfung, ob die Audiofunktionen eines Geräts den Spezifikationen entsprechen.

Maximale Flexibilität

Der R&S®CMX500 von Rohde & Schwarz bietet maximale Flexibilität für Audiotests. Für die erforderlichen Audiomessungen werden verschiedenste Messkonfigurationen unterstützt. Die R&S®CMX500 One-Box-Lösung macht POLQA® Messungen einfach. Für komplexere Audiotests wie akustische Tests kann der R&S®CMX500 einfach und schnell mit mehreren externen Audioanalysatoren verbunden werden.

Der R&S®CMX500 Radio Communication Tester ist eine One-Box-Lösung für POLQA® Uplink-(UL)- und Downlink-(DL)-Messungen

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