專利名稱：Gsm話音質(zhì)量自動撥測系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的通信業(yè)務(wù)自動撥測平臺在領(lǐng)域內(nèi)具有顯著的特點 1)主叫設(shè)備通過先播放語音后錄音，被叫設(shè)備采用先錄音再放音，這樣主叫設(shè)備
就可以對雙向的語音回路做出是否有任何一路出現(xiàn)單通； 2)采用數(shù)字PCM語音對交換機接口時隙的語音質(zhì)量進行評估，保證了評估的準確 性和真實性； 3)可以支持多達2000條以上的撥測計劃；
4)設(shè)備撥測的電話號碼長度可達30位以上。


圖1是本發(fā)明的GSM話音質(zhì)量自動撥測系統(tǒng)示意圖； 圖2是本發(fā)明主被叫監(jiān)控設(shè)備原理框圖； 圖3是本發(fā)明主被叫監(jiān)控設(shè)備電源轉(zhuǎn)換單元電原理圖； 圖4是本發(fā)明主被叫監(jiān)控設(shè)備無線調(diào)制解調(diào)模塊電原理圖； 圖5是本發(fā)明主被叫監(jiān)控設(shè)備電源切換單元電原理圖； 圖6是本發(fā)明主被叫監(jiān)控設(shè)備中央處理單元電原理圖； 圖7是本發(fā)明主被叫監(jiān)控設(shè)備備用電池單元電原理圖； 圖8是本發(fā)明主被叫監(jiān)控設(shè)備存儲單元電原理圖； 圖9是本發(fā)明主被叫監(jiān)控設(shè)備實時時鐘(RTC)單元電原理圖； 圖10是本發(fā)明主被叫監(jiān)控設(shè)備本地串口電原理圖； 圖11是本發(fā)明主被叫監(jiān)控設(shè)備的USB接口單元框圖； 圖12是本發(fā)明主被叫監(jiān)控設(shè)備的語音PCM數(shù)據(jù)實現(xiàn)錄放原理框圖； 圖13是本發(fā)明主被叫監(jiān)控設(shè)備的無線調(diào)制解調(diào)器G24 PCM語音信號時序圖； 圖14是本發(fā)明主被叫監(jiān)控設(shè)備的PESQ算法模型結(jié)構(gòu)框圖； 附圖標記電源轉(zhuǎn)換單元1、 USB接口單元2、無線調(diào)制解調(diào)模塊3、電源切換單元 4、中央處理單元5、備用電池單元6、存儲單元7、實時時鐘單元8、本地串口 9。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述，但應(yīng)理解這些實施例并不是限制 本發(fā)明的范圍，在不違背本發(fā)明的精神和范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可對本發(fā)明作出 改變和改進以使其適合不同的使用情況，條件和實施方案。 圖1是本發(fā)明的這種GSM話音質(zhì)量自動撥測系統(tǒng)示意圖；該系統(tǒng)包括有主叫設(shè)備和被叫設(shè)備，主叫設(shè)備和被叫設(shè)備通過公用移動網(wǎng)絡(luò)進行通信。 主叫端主要包括主叫設(shè)備、電腦終端。電腦終端上帶有服務(wù)軟件?？梢酝ㄟ^電腦 終端上上的服務(wù)軟件通過串口對主叫設(shè)備下發(fā)撥測文件、撥測任務(wù)和提取撥測結(jié)果。
主被叫設(shè)備組成框圖如圖2所示，主要由電源轉(zhuǎn)換單元1、支持待撥測網(wǎng)絡(luò)的無線 調(diào)制解調(diào)模塊(含天線)2、電源切換單元3、中央處理單元(CPU)4、備用電池單元5、存儲 單元6、實時時鐘(RTC)單元7和本地串口 8組成；其中無線調(diào)制解調(diào)模塊2與中央處理單 元3通過通用異步串口 (UART)和同步串行接口 (SSC)相連；實時時鐘單元7和存儲單元6 通過I2C總線與中央處理單元4相連；當設(shè)備外部電源掉電后，備用電池單元5給設(shè)備供 電；電源切換單元3提供外部電源和備用電源之間的自動切換；備用電池單元、電源切換單 元和電源轉(zhuǎn)換單元組成設(shè)備供電系統(tǒng)給設(shè)備提供統(tǒng)一電源；本地串口 8用于軟件下載和調(diào) 試，也可用于撥測文件和任務(wù)的下發(fā)，撥測結(jié)果的提取。 圖3是電源轉(zhuǎn)換單元電原理圖。電源轉(zhuǎn)換單元主要由Ul (LM2576-ADJ)、 U2 (SPX1117-3. 3) 、 U3 (SPX1117-1. 8) 、 Cl (100uF/35V) 、 C2 (1000uF/35V) 、 C3 (100uF/35V)、 C5 (10uF/10V) 、 C6 (10uF/10V) 、 C7 (0. luF/50V) 、 C8 (10uF/10V) 、 Dl (SS34) 、 D2 (SS34)、 Rl (5. 1K1 % ) 、 R2 (1. 5K 1 % ) 、 Ll (100uH) 、 L2 (電源浪涌抑制器件)組成，Ul (LM2576-ADJ) 完成把12V電源轉(zhuǎn)換成5電源，U2(SPX1117-3. 3)把5V電源轉(zhuǎn)化為3. 3V電源， U3(SPX1117-1. 8)把3. 3V電源轉(zhuǎn)化為1. 8V電源。5V為設(shè)備系統(tǒng)電源，3. 3V電源禾口 1. 8V 電源給中央處理單元(CPU)供電。CI (100uF/35V) 、 C2 (1000uF/35V) 、 C3 (100uF/35V)、 C5 (10uF/10V) 、 C6 (10uF/10V) 、 C7 (0. luF/50V) 、 C8 (10uF/10V) 、 L2 (電源浪涌抑制器件)起 到電源濾波作用，使U1(LM2576-ADJ)、 U2(SPX1117-3. 3)、 U3(SPX1117-1.8)的輸出電壓更 加穩(wěn)定，紋波更小。Rl(5. 1K 1% )、 R2(1.5K 1% )作用為調(diào)整Ul (LM2576-ADJ)輸出電壓 為5V。 圖4是無線調(diào)制解調(diào)模塊電原理圖。無線調(diào)制解調(diào)模塊主要由Jl (70PIN接插件)、 VI (BC857) 、 V2 (BC847) 、 V3 (BC847) 、 U2 (MIC29302) 、 S皿(SIM卡插座)、Ll (LED指示燈)、 L2 (LED指示燈)、L3 (LED指示燈)及若干電阻電容組成。J4用于連接無線調(diào)制解調(diào)器G24 ; U2和相關(guān)電阻電容組成電源轉(zhuǎn)換電路，把5V轉(zhuǎn)換成4. 0V，給無線調(diào)制解調(diào)器G24供電，其 中M10N/0FF(受控于中央處理單元)信號用于開關(guān)電源，當M10N/0FF高電平時，U2打開，給 無線調(diào)制解調(diào)器G24供電，當M10N/0FF低電平時，U2關(guān)閉；V1和L2、 V3和Ll組成無線調(diào) 制解調(diào)器G24狀態(tài)指示電路，用于指示無線調(diào)制解調(diào)器G24的當前狀態(tài)和網(wǎng)絡(luò)當前狀態(tài)；L3 指示G24USB接口電源狀態(tài)；V2用于產(chǎn)生無線調(diào)制解調(diào)器G24的啟動信號，當在M1IGT(受 控于中央處理單元)上有一定寬度的低電平脈沖時就可啟動無線調(diào)制解調(diào)器G24 ;
圖5是電源切換單元電原理圖。電源切換單元主要由D3 (普通二極管)、D4 (普通 二極管)、D2 (普通二極管)、U4 (電源轉(zhuǎn)換器件)、L3 (電感)和一些電阻電容組成。U4為 備用電池升壓穩(wěn)壓到5V作用。工作原理當外電源有電時，D2的輸出端為5V高電位，這樣 D4就不能導(dǎo)通，不輸出電壓；當外電源停電時，D2的輸出端為低電位，這樣D4就導(dǎo)通，輸出 電池升壓后的電壓。這樣就實現(xiàn)了外電源和備用電池電源之間的切換功能。
圖6是中央處理單元電原理圖。中央處理單元主要由U11(主控CPU AT91SAM9260-CU) 、Yl (諧振晶體18. 432MHZ) 、Y2 (CPU內(nèi)核時鐘晶體32. 768KHZ) 、U25 (復(fù)位 芯片MCP1316T-29)、J5(JTAG仿真器接口 )組成。其中Y1、Y2為Ull提供運行時鐘，U12為U6提供上電復(fù)位信號和看門狗復(fù)位信號。 圖7是備用電池單元電原理圖。備用電池單元主要由U5 (PM0S管)、U6 (LMS33460)、 U7(比較器)、U8(與門)、Q4(三極管)、Q1(三極管)、U9(PM0S管)、D21(二極管)、D5(二 極管)、J3和若干電阻組成。J3是備用電池接口， U5、 U6、 Q4、 D21及相關(guān)阻容組成電池過 放電保護單元，防止電池放到3V以下，損害電池；U7通過電池電壓與設(shè)定電壓比較，來控制 Q1、U9的導(dǎo)通于否，進而控制電池的充電；U8用于CPU對于電池充電和放電的切換控制。
圖8是存儲單元電原理圖。存儲單元主要由U16、 U17、 U18、 J10及其相關(guān)阻容組 成。存儲單元采用簡單的EEPROM(電可擦寫可編程只讀存儲器)、DATA FLASH和NAND FLASH 組成。J10為擴展SD卡插座，如果系統(tǒng)存儲空間不夠的話，可以采取SD卡擴展存儲空間。 U16(NAND FLASH)與中央處理單元中的CPU通過并行總線通信；U17(DATA FLASH)與中央處 理單元中的CPU通過SPI總線通信；U18(EEPR0M)與中央處理單元中的CPU通過I2C總線 通信。 圖9是RTC單元電原理圖。RTC單元主要由U26(實時時鐘芯片PCF8563)、D22(普 通二極管)、D23(普通二極管)、Y4(諧振晶體)和若干電容組成。其中Y4為U26提供準確 的時鐘，D9和D10完成主電源和紐扣電池電源的切換，使有電時通過主電源為U26供電，掉 電時通過紐扣電池為U26供電，使時間信息在系統(tǒng)掉電時不丟失。 圖10是本地串口電原理圖。本地串口主要由U19(電平轉(zhuǎn)換芯片MAX3232)、J14、 J18和若干電容組成。其中U19把3. 3V TTL(晶體管-晶體管邏輯電平)信號轉(zhuǎn)換成RS232 電平。 圖ll是USB接口電原理圖。USB接口主要由J12、J13和若干電容組成。其中J12 為USBHOST，用于輸入輸出數(shù)據(jù)；J13為USB DEVICE,用于CPU底層引導(dǎo)程序的升級。
圖12是語音PCM數(shù)據(jù)實現(xiàn)錄放原理框圖。無線調(diào)制解調(diào)器G24的數(shù)字語音接口 PCM_BUS與中央處理單元CPU的同步串行接口相連，中央處理單元CPU的并行總線接口與 FLASH存儲器的并行接口相連。錄音過程是中央處理單元CPU把無線調(diào)制解調(diào)器G24數(shù)字 語音接口輸出的數(shù)據(jù)通過并行接口存儲在NAND FLASH存儲器中；放音過程是中央處理單 元CPU把存儲在FLASH存儲器中的語音數(shù)據(jù)通過無線調(diào)制解調(diào)器G24的PCM數(shù)字語音接口 播放出去。 圖13是無線調(diào)制解調(diào)器G24 PCM語音信號時序圖。PCM語音信號分別為PCM_ FS(幀同步信號)、PCM_CLK(串行時鐘信號)、PCM_DOUT(語音數(shù)據(jù)輸出信號)、PCM_DIN(語 音數(shù)據(jù)輸入信號)。無線調(diào)制解調(diào)模塊的PCM語音接口信號與中央處理單元中主控CPU的 同步串行接口 SSC相應(yīng)信號相連，把主控CPU的SSC接口配置成符合圖12時序圖的模式， 即德州儀器公司的同步串行數(shù)據(jù)幀格式。 圖14為PESQ算法的模型結(jié)構(gòu)框圖。.wave格式原始語音文件和待測語音文件都
通過電平調(diào)整及濾波，然后對這兩個語音信號進行時間上的校準，并通過聽覺變換。這個變
換包括對系統(tǒng)中線性濾波和增益變化的補償和均衡。提取出兩個失真參數(shù)，在頻率和時間
上總和起來，映射到對主觀平均意見分的預(yù)測，獲得感知語音質(zhì)量的評估值。 PESQ算法模型基于國際電聯(lián)2001年2月發(fā)布的語音傳輸質(zhì)量測量標準ITU P. 862
規(guī)范。PESQ是評價各類端對端網(wǎng)絡(luò)條件和語音編碼與解碼的最新標準。PESQ可以根據(jù)一
些感知標準來客觀地評價語音信號的質(zhì)量，從而提供可以完全量化的語音質(zhì)量衡量方法，質(zhì)量的感受完全吻合的。我們可以購買PESQ算法的實
現(xiàn)軟件，來完成我們所需要的感知語音質(zhì)量的評估。 下面結(jié)合圖l 圖14來說明本發(fā)明方法的工作原理 1)、主被叫監(jiān)控設(shè)備上的CPU通過向無線調(diào)制解調(diào)G24發(fā)送AT指令獲得網(wǎng)絡(luò)覆蓋
效果相關(guān)參數(shù)位置區(qū)域碼(LAC)，小區(qū)識別碼(CI)，基站識別碼(BSIC)，廣播控制信道頻
點(BCCH Freq)，信號強度(Rxlev)，信號質(zhì)量(Rxqual); 2)、通過服務(wù)軟件向主叫設(shè)備下發(fā)需要撥打電話號碼的文件； 3)、通過服務(wù)軟件向主叫設(shè)備下發(fā)定時或立即撥打測試任務(wù)； 4)、主叫設(shè)備檢測如果撥測時間到，則按照撥測文件進行撥測； 5)、被叫設(shè)備收到來電提示，接通來電； 6)、主叫設(shè)備在電話撥通后，先播放5秒鐘時間預(yù)存在設(shè)備中的標準音；
7)、被叫設(shè)備在電話撥通后，先錄音5秒鐘；
8)、被叫錄音5秒后，接著播放錄下的語音文件；
9)、主叫在放音5秒后，接著錄音； 10)、主叫設(shè)備采用感知語音質(zhì)量評估(PESQ Perc印tual Evaluation of Speech Quality)算法通過比較標準語音與錄音語音的區(qū)別，獲得感知語音質(zhì)量的評估值來判斷通 話語音效果，得知此次通話過程是否存在為單通。 11)、所有號碼撥測完成后，通過服務(wù)軟件來從主叫設(shè)備中提取撥測結(jié)果文件。
可以理解的是，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，對本發(fā)明的技術(shù)方案及發(fā)明構(gòu)思加以等 同替換或改變都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。
8
權(quán)利要求
一種GSM話音質(zhì)量自動撥測系統(tǒng)，其特征在于該裝置由有主叫設(shè)備和被叫設(shè)備組成，主叫設(shè)備和被叫設(shè)備通過公用移動網(wǎng)絡(luò)進行通信；主叫設(shè)備和被叫設(shè)備由電源轉(zhuǎn)換單元(1)、USB接口單元(2)、支持待撥測網(wǎng)絡(luò)的無線調(diào)制解調(diào)模塊(3)、電源切換單元(4)、中央處理單元(5)、備用電池單元(6)、存儲單元(7)、實時時鐘單元(8)和本地串口(9)組成；其中無線調(diào)制解調(diào)模塊(3)與中央處理單元通過串口和USB口相連，實時時鐘單元(8)通過I2C總線與中央處理單元(5)相連；存儲單元(7)通過并行總線與中央處理單元(5)相連；電源切換單元(4)提供外部電源和備用電源之間的自動切換；備用電池單元(6)、電源切換單元(4)和電源轉(zhuǎn)換模塊(1)組成設(shè)備供電系統(tǒng)給設(shè)備提供統(tǒng)一電源，本地串口(9)用于軟件下載和調(diào)試，本地任務(wù)下發(fā)和測試結(jié)果文件提取。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的GSM話音質(zhì)量自動撥測系統(tǒng)，其特征在于所述中央處理單 元(5)控制程序，其流程如下1) 、主叫設(shè)備和被叫設(shè)備上的CPU通過讀取無線調(diào)制解調(diào)模塊獲得網(wǎng)絡(luò)覆蓋效果 相關(guān)參數(shù)位置區(qū)域碼(LAC)，小區(qū)識別碼(CI)，基站識別碼(BSIC)，廣播控制信道頻點 (BCCHFreq)，信號強度(Rxlev)，信號質(zhì)量(Rxqual);2) 、主叫設(shè)備通過串口接收語音撥測時隙或電話號碼文件，并存儲；3) 、主叫設(shè)備查詢是否有定時撥測任務(wù)或立即撥測任務(wù)，定時任務(wù)時間到或立即撥測 任務(wù)的時候立即讀取撥測任務(wù)文件中的交換機接口時隙編碼，控制無線調(diào)制解調(diào)(Modem) 進行撥打；4) 、被叫設(shè)備收到來電，電話接通后，定時5秒鐘錄音，然后把錄下的語音回放給主叫 設(shè)備；5) 、主叫設(shè)備電話接通后先播放存儲在設(shè)備中的5秒鐘標準的PCM語音文件，然后再接 收錄音5秒鐘，并存儲在設(shè)備中；6) 、主叫設(shè)備采用感知語音質(zhì)量評估算法通過比較播放標準語音與錄音文件的區(qū)別， 來判斷交換機接口此時隙的通話質(zhì)量，看是否存在單通現(xiàn)象。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的GSM話音質(zhì)量自動撥測系統(tǒng)，其特征在于主叫設(shè)備和被叫 設(shè)備通過USB HOST和USB DEVICE來升級固件驅(qū)動和應(yīng)用程序。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的GSM話音質(zhì)量自動撥測系統(tǒng)，其特征在于主叫設(shè)備通過串 口和服務(wù)軟件傳輸各種類型文件。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的GSM話音質(zhì)量自動撥測系統(tǒng)，其特征在于主叫設(shè)備和被叫 設(shè)備應(yīng)用程序通過GPRS遠程升級。
6. —種GSM話音質(zhì)量自動撥測方法，其特征在于該方法步驟如下1) 、主叫設(shè)備和被叫設(shè)備上的CPU通過讀取無線調(diào)制解調(diào)模塊獲得網(wǎng)絡(luò)覆蓋效果 相關(guān)參數(shù)位置區(qū)域碼(LAC)，小區(qū)識別碼(CI)，基站識別碼(BSIC)，廣播控制信道頻點 (BCCHFreq)，信號強度(Rxlev)，信號質(zhì)量(Rxqual);2) 、主叫設(shè)備通過串口接收語音撥測時隙或電話號碼文件，并存儲；3) 、主叫設(shè)備查詢是否有定時撥測任務(wù)或立即撥測任務(wù)，定時任務(wù)時間到或立即撥測 任務(wù)的時候立即讀取撥測任務(wù)文件中的交換機接口時隙編碼，控制無線調(diào)制解調(diào)進行撥 打；4) 、被叫設(shè)備收到來電，電話接通后，定時5秒鐘錄音，然后把錄下的語音回放給主叫設(shè)備；5) 、主叫設(shè)備電話接通后先播放存儲在設(shè)備中的5秒鐘標準的PCM語音文件，然后再接 收錄音5秒鐘，并存儲在設(shè)備中；6) 、主叫設(shè)備采用感知語音質(zhì)量評估算法通過比較播放標準語音與錄音文件的區(qū)別， 來判斷交換機接口此時隙的通話質(zhì)量，看是否存在單通現(xiàn)象。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種GSM話音質(zhì)量自動撥測系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)由主叫設(shè)備和被叫設(shè)備組成，主叫設(shè)備和被叫設(shè)備通過公用移動網(wǎng)絡(luò)進行通信。主叫設(shè)備由PC服務(wù)器終端及服務(wù)軟件共同控制發(fā)起撥測撥測任務(wù)和提取撥測結(jié)果文件。主、被叫設(shè)備由支持待撥測網(wǎng)絡(luò)的無線調(diào)制解調(diào)模塊、中央處理單元、實時時鐘單元、存儲單元、備用電池單元、電源切換單元、電源轉(zhuǎn)換單元、USB接口單元和本地串口組成。由主叫設(shè)備完成電話撥測任務(wù)發(fā)起和PCM語音評估結(jié)果文件記錄。本發(fā)明有益的效果主叫設(shè)備通過先播放語音后錄音，被叫設(shè)備采用先錄音再放音，這樣主叫設(shè)備就可以對雙向的語音回路做出是否有任何一路出現(xiàn)單通。
文檔編號H04W24/06GK101754259SQ20091026148
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月8日
發(fā)明者周志強, 錢國良, 陳偉, 高文彬 申請人:三維通信股份有限公司