移動(dòng)終端音頻測試原理及步驟

1、移動(dòng)終端音頻測試原理及步驟應(yīng)欽目錄音頻測試系統(tǒng)音頻測試用例及介紹音頻新應(yīng)用音頻測試系統(tǒng)系統(tǒng)基本工作原理發(fā)送方向：音頻分析儀將模擬音頻信號(hào)發(fā)送至終端，終端麥克接收該信號(hào)，并調(diào)制到高頻傳遞給基站模擬器，基站模擬器接收此信號(hào)后，解調(diào)并還原成模擬信號(hào)，返回至音頻分析儀。接收方向：音頻分析儀將模擬音頻信號(hào)發(fā)送至基站模擬器，基站模擬器接收該信號(hào)，并調(diào)制到高頻傳遞給移動(dòng)通信終端，終端接收此信號(hào)后，解調(diào)并還原成模擬信號(hào)，返回至音頻分析儀。測試儀表l音頻測試儀UPLl綜合測試儀CMU200 （基站模擬器）測試用具-人工頭lB&K 4602B 仿真人工耳l仿真人工耳是由聲音耦合器和傳聲器兩部分組成的，其中

2、在規(guī)定的頻帶內(nèi)，模擬人工耳的聲阻抗應(yīng)當(dāng)同平均人耳的聲音阻抗相當(dāng)。目前常用的人工耳有Type1、Type3.2、Type3.3、Type3.4。仿真人工耳仿真人工耳仿真人工耳仿真人工耳-3種耳朵比較仿真人工嘴新型人工頭-HATSType3.3型人工耳Type3.3型人工耳l由類型3.3 仿真耳測得的聲壓參照鼓膜參考點(diǎn)（DRP）。當(dāng)要求計(jì)算響度評(píng)定值或檢查基于參考ERP，測量規(guī)范的結(jié)果時(shí)，應(yīng)使用修正函數(shù)，把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到耳參考點(diǎn)（ERP）。l在ITU標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，在目前移動(dòng)終端音頻測試中，采用不同類型人工耳若得到的數(shù)據(jù)有差別的話以Type3.3型人工耳的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。Type3.4型人工耳ERP和DRPl通

3、過施加一個(gè)已知的聲壓到DRP，來校準(zhǔn)類型3.2、3.3 和3.4 仿真耳；通過施加一個(gè)已知的聲壓到ERP，來校準(zhǔn)類型1的仿真耳。因此，通過類型3.2 、3.3和3.4使用的方法測得的聲壓應(yīng)利用標(biāo)準(zhǔn)化修正函數(shù)得出的ERP，而由類型1測得的聲壓直接參照ERP。人工耳的校準(zhǔn)l每次測試之前,須使用1KHZ下產(chǎn)生94dBSPL(1Pa)聲壓的聲平校準(zhǔn)儀例如Brel & Kjer 4231來決定人工耳的絕對靈敏度。l不同類型人工耳的校準(zhǔn)值是分別存儲(chǔ)的，因此，如果物理上構(gòu)造相同的人工耳已經(jīng)經(jīng)過校準(zhǔn)就不需要再進(jìn)行校準(zhǔn)了。人工嘴的校準(zhǔn)l人工嘴的校準(zhǔn)不依賴于使用的人工耳類型。因此當(dāng)人工耳類型改變時(shí)不需要對

4、人工嘴重新校準(zhǔn)。l測試手機(jī)之前,需測量并使用預(yù)先校準(zhǔn)的麥克風(fēng)糾正人工嘴的絕對靈敏度和頻率響應(yīng)。這一步驟可以使用從TYPE 1型人工耳上取下的麥克風(fēng)來完成。標(biāo)準(zhǔn)麥克參考峰值用來決定人工嘴的頻率響應(yīng)。在測試頻率范圍為100HZ到8KHZ時(shí)麥克風(fēng)的頻率響應(yīng)可以忽略不計(jì)。l由于干擾噪聲會(huì)影響測量的校準(zhǔn)值，因此人工嘴的校準(zhǔn)需在消聲室里面進(jìn)行。基站模擬器的校準(zhǔn)l由于基站模擬器自身環(huán)路在測試過程中也有損耗，所以也需要進(jìn)行校準(zhǔn)和補(bǔ)償。l建立與手機(jī)之間的呼叫,設(shè)置比特流為Decoder Cal，此時(shí)在全“1”數(shù)字信號(hào)下測量CMU200解碼器輸出聲壓，計(jì)算所需的校準(zhǔn)值并存儲(chǔ)到文件。l然后請建立與手機(jī)之間的呼叫并設(shè)

5、置比特流為“Encoder Cal”；此時(shí)在全”1”數(shù)字信號(hào)下測量CMU200編碼器輸入靈敏度，并存儲(chǔ)到相應(yīng)的文件。目錄音頻測試系統(tǒng)音頻測試用例及介紹音頻新應(yīng)用GSM手機(jī)目前所做的測試內(nèi)容手機(jī)目前所做的測試內(nèi)容 l30.1 發(fā)送靈敏度頻率響應(yīng) l30.2 發(fā)送響度評(píng)定值 l30.3 接收靈敏度頻率響應(yīng) l30.4 接收響度評(píng)定值 l30.5.1 側(cè)音掩蔽評(píng)定值 l30.6.2 穩(wěn)定度儲(chǔ)備 l30.7.1 發(fā)送失真發(fā)送靈敏度頻率響應(yīng) l發(fā)送靈敏度/頻率響應(yīng)是指解碼器輸出與人工嘴的輸入聲壓之比。l用人工嘴在嘴參考點(diǎn)（MRP）送一個(gè)聲壓為4.7dBPa的純單音。測量并評(píng)估系統(tǒng)模擬器語音解碼器的響應(yīng)輸

6、出聲壓值。l計(jì)算測量頻率響應(yīng)到上或下容限的偏移,由對最大最小偏移的均值移動(dòng)整條曲線, 然后進(jìn)行極限檢測,如果移動(dòng)后的曲線在極限曲線范圍內(nèi),輸出PASS,否則輸出FAIL. 在每個(gè)頻率點(diǎn)都要進(jìn)行極限檢測。發(fā)送靈敏度頻率響應(yīng)l根據(jù)3GPP TS 26.131，發(fā)送頻率響應(yīng)必須在極限曲線之內(nèi)，但不需要精確的靈敏度值。發(fā)送響度評(píng)定值（SLR）lSLR（Sending loud rating）計(jì)算的是絕對響度，它是一種基于目標(biāo)單音測量來表示發(fā)送頻率響應(yīng)的方法，以這種方法來表示什么樣的話音信號(hào)對聽者才是可以接受的。靈敏度單位表示成dBv/Pa。根據(jù)ITU-T P.79公式 計(jì)算頻段4至17頻段的SLR。并

7、m=0.175，和ITU-T P.79中的發(fā)送加權(quán)因子。(1/57.1)()1057.1log10UMJSNSWiSLR發(fā)送響度評(píng)定值（SLR）發(fā)送響度評(píng)定值（SLR）l由于系統(tǒng)模擬器語音編碼的輸入靈敏度容限, 計(jì)算SLR時(shí)須考慮系統(tǒng)模擬器自身的靈敏度，根據(jù)3GPP TS 26.131，SLR應(yīng)在5dB到11dB之間，dB值越小說明響度值越大(5dB為最大響度，11dB為最小響度)。l總體的PASS或FAIL信息由頻率響應(yīng)曲線和響度評(píng)定值綜合來決定，只有曲線和響度值都在容限范圍內(nèi)才能判定該移動(dòng)終端的發(fā)送方向音頻屬性PASS 。發(fā)送頻率響應(yīng)/響度測量原理接收靈敏度頻率響應(yīng)l接收靈敏度/頻率響應(yīng)是

8、指人工耳的輸出聲壓與系統(tǒng)模擬器語音編碼器的輸入聲壓之比，以dB值表示。（測量的聲壓參考ERP，對TYPE1型人工耳來說,測量麥克風(fēng)直接應(yīng)用與ERP，不需要額外的糾正，對TYPE3.x型人工耳來說,測量麥克風(fēng)應(yīng)用DRP(鼓膜參考點(diǎn))，因此測量值需要用矯正因子轉(zhuǎn)換到參考ERP點(diǎn)的測量值。因此，測試開始之前，應(yīng)在配置人工耳位置部分選擇是參考ERP還是DRP）。l驅(qū)動(dòng)語音編碼器，獲得系統(tǒng)參考值為-16 dBm0的純單音。l測量并評(píng)估人工耳處聲壓。接收靈敏度頻率響應(yīng)l由于TYPE 1型人工耳不再用來做3GPP 移動(dòng)電話的測試，因此，3GPP TS 26.131只規(guī)定了針對于TYPE 3.x型人工耳的極限

9、值。然而3GPP TS 51.010中規(guī)定的極限值對于TYPE 1型人工耳仍然是有效的。l使用TYPE 1型人工耳時(shí)，接收頻響曲線應(yīng)在3GPP TS 51.010中規(guī)定的極限值曲線范圍之內(nèi)。l使用TYPE3.x型人工耳時(shí)，接收頻響曲線應(yīng)在3GPP TS 26.131中規(guī)定的極限值曲線范圍之內(nèi)。接收靈敏度頻率響應(yīng)l3GPP TS 51.010接收靈敏度頻率響應(yīng)l3GPP TS 26.131接收靈敏度頻率響應(yīng)l接收靈敏度/頻率響應(yīng)應(yīng)在上表中給定的限制范圍內(nèi)。在對數(shù)（頻率）/線性（dB靈敏度）坐標(biāo)上，對下表中的間斷點(diǎn)之間畫直線得到一個(gè)范圍?！?”的極限處于間斷點(diǎn)之間所畫的直線上。 l計(jì)算測量頻率響應(yīng)

10、到最大或最小極限曲線的偏置,由偏置的均值移動(dòng)整條曲線，然后進(jìn)行極限檢測，如果變動(dòng)曲線在極限曲線范圍內(nèi)，顯示PASS，否則顯示FAIL。在每個(gè)頻率點(diǎn)都進(jìn)行極限檢測。接收頻率響應(yīng)/響度測量原理接收靈敏度頻率響應(yīng)接收靈敏度頻率響應(yīng)接收響度評(píng)定值lRLR計(jì)算接收方向的絕對響度,它是一種基于目標(biāo)單音測量來表示接收頻率響應(yīng)的方法，以這種方法來表示什么樣的話音信號(hào)可以被聽者接受。靈敏度表示為dBPa/v。根據(jù)ITU-T P.79的公式l計(jì)算頻段4至17的RLR，采用下表的接收加權(quán)系數(shù)，m=0.175。(1/ 57.1)()1057.1log10UJERNSWiRLR 接收響度評(píng)定值接收響度評(píng)定值l由于系統(tǒng)模

11、擬器語音解碼器的輸入靈敏度容限, 計(jì)算RLR時(shí)須考慮系統(tǒng)模擬器自身的靈敏度。此外，不需要進(jìn)行泄露校正。l接收響度取決于手機(jī)音量設(shè)置(根據(jù)3GPP TS 26.131,它應(yīng)為-1 dB到+5dB之間)，dB值越小說明響度值越大，當(dāng)手機(jī)上設(shè)置響度為最大值時(shí)，RLR應(yīng)不小于-13dB。為保護(hù)人耳，接受響度不能超過某個(gè)固定值。l總體的PASS或FAIL信息由頻率響應(yīng)曲線和響度評(píng)定值綜合來決定，只有曲線和響度值都在容限范圍內(nèi)才顯示PASS。側(cè)音掩蔽評(píng)定值（STMR） l側(cè)音通道指的是麥克風(fēng)接收到的信號(hào)輸出到電話聽筒之間的通道。從送話器到受話器的聲傳輸稱之為側(cè)音。l側(cè)音掩蔽評(píng)定值是基于客觀單音的測試，表示

12、仿真嘴至仿真耳間的通路損耗。l用仿真嘴在嘴參考點(diǎn)（MRP）送一個(gè)聲壓為47dBPa的純單音。 側(cè)音掩蔽評(píng)定值（STMR）l參照 ITU-T P.79公式和下表的加權(quán)系數(shù)（非密合情形），使用m=0，225計(jì)算側(cè)音損耗（dB）和STMR（dB）值。并顯示側(cè)音衰減曲線。l根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)3GPP TS 26.131，當(dāng)手機(jī)接收響度固定時(shí)，STMR應(yīng)該在13dB到23dB之間。l 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)STMR只能用TYPE1 或者TYPE3.2低泄漏型人工耳來進(jìn)行測量，用其他類型人工耳的測量商待進(jìn)一步研究。(/10)()10110log10meSTEMNmLLWMSTMRm 側(cè)音掩蔽評(píng)定值（STMR）側(cè)音掩蔽評(píng)定值（ST

13、MR）穩(wěn)定度儲(chǔ)備（STB） l穩(wěn)定度儲(chǔ)備是用來檢測電話對音頻反饋的易感性和不穩(wěn)定性。l將手機(jī)放在堅(jiān)硬平面上，傳感器面向平面，如果有音量控制器，將其置為最大。l在UPL 里接收端和話音信道間存在一個(gè)閉環(huán)，設(shè)置6dB的總增益,編碼器的增益自動(dòng)考慮其中。l為激活環(huán)路，應(yīng)用符合ITU-T 0.131的-10db噪音信號(hào)，持續(xù)1秒，然后關(guān)閉，環(huán)路仍然為閉環(huán)。l測試人員需自己聽來決定是否產(chǎn)生共振或震動(dòng)，如果沒有產(chǎn)生震動(dòng)，根據(jù)3GPP TS 26.131，滿足了6db的最小穩(wěn)定余量的要求。發(fā)送失真l發(fā)送是真是指發(fā)射信號(hào)與總失真之比，是對發(fā)射設(shè)備（不包括話音編譯碼器）線性度的量度。l測量使用脈沖長度約為340

14、ms，頻率為1015的正弦音。在這個(gè)頻點(diǎn)上，編碼產(chǎn)生足夠穩(wěn)定的輸出信號(hào)。l人工嘴在MRP出產(chǎn)生一個(gè)正弦波信號(hào)，頻率在1004-1025之間，測量系統(tǒng)模擬器解碼輸出端的接收信號(hào)SINAD值。調(diào)節(jié)此信號(hào)的電平直到終端輸出為10dBm0，此時(shí)MRP處的信號(hào)電平即為聲參考電平（ARL）。l輸入測試信號(hào)，其電平相對于ARL分別為標(biāo)準(zhǔn)3GPP TS 26.131（10，5，0，-5，-10，-15，-20，-25）。 l測量曲線應(yīng)高于極限曲線，此時(shí)輸出PASS ，否則輸出FAIL。發(fā)送失真 中間電平的極值可在線性(dB信號(hào)電平)/線性(dB比)坐標(biāo)上對間斷點(diǎn)之間畫的直線中得出。測試過程中，聲壓不得超過10

15、dBPa。發(fā)送失真3G終端所測試項(xiàng)目（終端所測試項(xiàng)目（3GPP標(biāo)準(zhǔn)）標(biāo)準(zhǔn)） l7.3.1 空閑信道噪聲_發(fā)送l7.3.2 空閑信道噪聲_接收l7.7 聲學(xué)回聲控制l7.8.2 接收失真l7.9 環(huán)境噪聲抑制空閑信道噪聲_發(fā)送l將手機(jī)放置安靜的環(huán)境里，測量語音解碼器輸出端的電壓。l根據(jù)ITU-T G.223加權(quán)并重新計(jì)算內(nèi)部值，以dBm0p表示。l為保持測試的手機(jī)在正常操作模式下，應(yīng)使用脈沖信號(hào)。在信號(hào)脈沖期間測量噪聲并激活話音激活解碼器，手機(jī)仍工作在正常發(fā)送模式下。l空閑噪聲不應(yīng)超過-64dBm0p。測量的噪聲電壓顯示為一個(gè)譜線，因此如果測量值超過極限值，便可以很容易的找出原因?？臻e信道噪聲_

16、接收l將手機(jī)放置安靜的環(huán)境里，測量接收端的電壓，利用A加權(quán)系數(shù)進(jìn)行加權(quán)測量人工耳處的聲壓。 l為保持測試的手機(jī)在正常操作模式下，在語音編碼器的輸入端使用脈沖信號(hào)。在信號(hào)脈沖期間測量噪聲并激活話音激活解碼器，此時(shí)手機(jī)仍工作在正常接收模式下。l根據(jù)手機(jī)設(shè)置的響度評(píng)定值，聲壓不應(yīng)超過-57dBPa(A)。手機(jī)音量接收響度設(shè)為最大時(shí)，聲壓應(yīng)不超過-54dBPa(A)。測量噪聲壓顯示為一個(gè)譜線，因此如果測量值超過極限值，便可以很容易的找出原因。聲學(xué)回聲控制l 回聲損耗指語音編碼器輸入與解碼器輸出之間的衰減(編碼器增益+解碼器增益=1)。正常情況下回聲損耗是由電話接收機(jī)與麥克風(fēng)之間的內(nèi)部聲學(xué)耦合而產(chǎn)生。

17、回聲很大程度上降低了聲音傳輸?shù)馁|(zhì)量,因此它不能超過某個(gè)限定值。l 根據(jù)ITU-T P.501建議，在語音編碼器端產(chǎn)生調(diào)制多音信號(hào)作為測試信號(hào)。l 3GPP TS 26.131中指定回聲損耗值至少為46dB，回聲補(bǔ)償好的手機(jī)可以滿足此要求。由于測試手機(jī)的麥克風(fēng)也吸收了側(cè)音噪聲并視之為回聲，因此要求消音室對外部噪音具有良好的屏蔽作用。接收失真l接收路徑中的信噪比作為聲學(xué)信號(hào)聲壓值來進(jìn)行測量。接收失真是指發(fā)射信號(hào)與總失真之比，是對發(fā)射設(shè)備（不包括話音編譯碼器）線性度的量度。測試使用1015HZ的正弦音,在這個(gè)頻點(diǎn)上,編碼產(chǎn)生足夠穩(wěn)定的輸出信號(hào)。l系統(tǒng)模擬器語音編碼器輸入端使用測試信號(hào)，（電平分別為-

18、45，-40，-35，-30，-25，-20，-15，-10，-5，0 dBm0）測量人工耳處聲壓的SINAD值，聲壓的SINAD值在-45dBm0到0dBm0之間進(jìn)行測量，并與3GPP TS 26.131 中下表進(jìn)行極限比較。l測量在人工耳處最大聲壓為10dBPa下進(jìn)行， 因此實(shí)際曲線在略低的頻點(diǎn)就終止了。l測量曲線應(yīng)高于極限曲線,此時(shí)輸出PASS ，否則輸出FAIL。接收失真接收失真環(huán)境噪聲抑制l環(huán)境噪聲抑制（ANR）描述了語音信號(hào)在傳輸環(huán)境中與噪聲的加權(quán)比率。ANR0表示語音在傳輸過程中作為有用信號(hào)響度大于環(huán)境噪聲。采用SFDELSM方法計(jì)算出的環(huán)境噪聲抑制（ANR）應(yīng)不小于0dB，由于

19、ANR測試的不確定性，允許結(jié)果有3dB的偏差。l為執(zhí)行此項(xiàng)測量，需要產(chǎn)生模擬噪聲的均勻的噪聲場環(huán)境，并且此噪聲場必須由額外的擴(kuò)音器和噪聲發(fā)生器來產(chǎn)生。通?？梢允褂?8個(gè)噪聲源產(chǎn)生粉紅噪聲（1/f）?？紤]到擴(kuò)音器的頻響的情況下，在1/3倍頻程帶寬內(nèi)產(chǎn)生的運(yùn)行誤差必須小與1dB。 環(huán)境噪聲抑制l用已知聲源對標(biāo)準(zhǔn)的1/2英寸壓力場型麥克風(fēng)進(jìn)行校準(zhǔn)。將麥克風(fēng)安放在MRP處，校準(zhǔn)頻率分析儀，以確保麥克風(fēng)處的聲壓是按照1/3倍頻程帶寬確定的。l測試房間內(nèi)的噪聲信號(hào)為1008000Hz頻率范圍內(nèi)的粉紅噪聲，嘴參考點(diǎn)處的聲壓為70dB（A）（-24dBPa（A），聲壓容差為3dB。噪聲頻譜密度Pm（dBPa）

20、以1/3倍頻程測量。聲場在沒有聲障的情況下進(jìn)行校準(zhǔn)。以MRP為中心，半徑為0.15m的空間內(nèi)，平均場強(qiáng)差異應(yīng)在3dB以內(nèi)，測量范圍為1003150Hz，以1/3倍頻程測量。環(huán)境噪聲抑制l以1/3倍頻程頻率間隔在嘴參考點(diǎn)處施加聲壓 （以dBPa表示），測量系統(tǒng)模擬器音頻輸出端口輸出的電信號(hào)電平 （以dBV表示）。l室內(nèi)噪聲靈敏度如下：jmPjmV()()jmjmjmSmVdBVPdBPa環(huán)境噪聲抑制l測量語音信號(hào)發(fā)送靈敏度（ ） 語音信號(hào)發(fā)送靈敏度的測量是用仿真語音來實(shí)現(xiàn)的。人工嘴的輸出信號(hào)應(yīng)符合ITU-T P.50定義的男聲語音信號(hào)，嘴參考點(diǎn)處的聲壓為-4.7dBPa，1/3倍頻程帶寬的聲壓以

21、 （dBPa）表示。以1/3倍頻程間隔測量系統(tǒng)模擬器音頻輸出端口的信號(hào)電平，表示為 （dBV）。語音信號(hào)發(fā)送靈敏度表示如下：jsSmjoPjV()()()jsjjoSmdBV dBVP dBPa dB環(huán)境噪聲抑制l在1/3倍頻程帶寬上，室內(nèi)噪聲靈敏度和語音信號(hào)發(fā)送靈敏度之差DELSM（ ）。 手機(jī)終端的環(huán)境噪聲抑制能力（ANR）按照下式計(jì)算： 式中：j為2003150Hz頻率范圍內(nèi)1/3倍頻程帶寬中心頻率的序號(hào)； 為計(jì)算發(fā)送響度評(píng)定值的加權(quán)系數(shù)。130.017514105jsiWjsMiANR jsMjsiW3G終端所測試項(xiàng)目（終端所測試項(xiàng)目（YD/T 1538） l4.6 收聽者側(cè)音評(píng)定值（

22、LSTR）l4.12 帶外信號(hào)聽者側(cè)音評(píng)定值(LSTR) l聲場在沒有聲障的情況下進(jìn)行校準(zhǔn)。在100-8000Hz頻率范圍內(nèi)(頻段1-20)以1/3倍頻程頻率間隔進(jìn)行測量。在以嘴參考點(diǎn)為中心，半徑為0.15范圍內(nèi)，任意一點(diǎn)與MRP處的聲壓應(yīng)在+4dB2dB范圍之內(nèi)。l已校準(zhǔn)過的半英寸麥克風(fēng)放置在MRP處，為ITU-T建議P.64附錄B描述的粉紅噪聲，嘴參考點(diǎn)處的聲壓調(diào)整到0dB(A)( -24dBPa( A )，容差為+-1dB。聽者側(cè)音評(píng)定值(LSTR)l在200-4000Hz頻段內(nèi)，在1/3倍頻程間隔的14個(gè)頻段(頻段4-17)上進(jìn)行測量。對于每一個(gè)頻段上的人工耳的聲壓的測量，都需要把適當(dāng)?shù)臏y量儀器和人工耳