2018-08-29 15:32:49
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在2G/3G时代，语音和数据业务分别承载在两张不同的核心网上，控制语音相关的叫电路域(CS域：Circuit Switch)，控制数据业务相关的叫分组域(PS域：Packet Switch)，随着数据业务的爆发以及网络的全IP化，LTE网络将只保留分组域，承载用户的语音、数据业务，而目前中国还不具备在4GLTE网上承载语音业务条件，当发起语音业务时，通过切换，完全回落至2/3G网络进行语音业务。所以对于4GLTE的体验只是在数据业务传输速率上会有明显的提升，而公网对讲则是利用了广域覆盖的运营商通信网络优势，摆脱了通信距离、用户容量和专用频率等限制的瓶颈。
随着运营商通信网络的演进，三大运营商4G网络建设已经在国内得到普及，运营商4G频点的迅速增加，2G频点的缩减，4G网络在网络覆盖上的优势也越发明显，另外依靠4GLTE无线传输的高带宽，使的视频图片信息得到实际的应用，传输质量还将不断提高，促使对公网对讲平台4G网络的终端体验也越来越好，4G网络应用已成趋势。
在发展4G业务的起步阶段，不论是平台商、终端厂商、经销零售商，都将目光放在4G的网络、终端上，网络建设固然重要，但是在发展4G的同时，也不能忽略平台商在技术方面做的改进，下面我们介绍一下善理对讲平台对提升基于4G网络用户体验的一些提升。
一、2G/3G公网对讲机的现状
使用2G/3G网络的公网对讲机影响用户体验的问题主要有这几点：
1、音质较差
2G/3G带宽有限，无法使用编码率更高的算法;4G网络则有更大的处理空间。
2G网络是以无线通讯数字化为代表，能够进行窄带数据通讯，传输速度很慢。
3G网络主要是在2G的基础上发展了高带宽的数据通信，并提高了语音通话安全性。3G一般的数据通信带宽都在500Kb/s以上。
4G网络是是集3G与WLAN于一体并能够传输高质量视频图像以及图像传输质量与高清晰度电视不相上下的技术产品。4G系统能够以100Mbps的速度下载，比拨号上网快2000倍，上传的速度也能达到20Mbps，并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。
2、时延较大
4G LTE 的网络延迟至少是 3G 网络的一半。4G网络架构扁平化，去掉RNC的物理实体，功能实体分解到基站和核心网元，大部分功能放在了E-NodeB，以减少时延和增强调度能力。基于4G网络延时，公网也可以调整传输策略，极大降低时延。
3、信号覆盖率降低
在运营商大力推广4G的背景下，2G频段的缩减，2G信号覆盖率越来越低;同时，3G网络频点也在不断减少。
二、基于4G网络提升语音质量
公网对讲平台的核心指标包括组建立时延、话权抢占时延、语音质量(MOS分)、端到端语音延时等。
MOS分(Mean Opinion Score，平均主观意见分)用于衡量经过通信系统压缩编码传输后恢复语音的“还原度”，包括可懂度、清晰度和自然度，采用5分制打分(5优，4良，3尚可，2差，1劣)。传统PSTN有线电话的语音质量一般定义为MOS 4.0分，2G无线电话的语音质量为MOS 2.5-4分之间，3G移动电话系统采用的语音编解码算法可以达到4分以上。
而对讲平台架构设计是影响音质指标关键因素，核心点包括：
1、语音编解码算法
语音编解码算法是决定公网对讲平台所能提供的语音质量的根本因素。
EVRC编码广泛使用于CDMA网络。EVRC标准遵循规范TIA IS-127的内容。EVRC编码基于RCELP(松弛码激励线性预测)标准。该编码可以以Rate 1(171bits/packet)，Rate1/2(80bits/packet)或是Rate1/8(16bits/packet)的容量进行操作。在要求下，它也能产生空包(0bits/packet)。
但是受限于2G/3G网络带宽，公网对讲平台很多采用EVRC 8K采样变速率编解码来压缩传输的语音数据。但是EVRC半速率(4Kbps)编码其音质较差，MOS分只有3.0分左右。
AMR语音编码是GSM2+和WCDMA的默认编码标准，是第三代无线通讯系统的语音编码标准。GSM-AMR标准基于ACELP(代数激励线性预测)编码。它能在广泛的传输条件下提供高品质的语音效果。
2、语音增强算法
主要包括环境噪声抑制、自适应声学回声消除、自动增益控制、自适应均衡等算法。
在通信过程中语音受到来自周围环境、传输媒介引入的噪声，使接收到的语音信号并非纯净的原始语音信号，而是受噪声污染的带噪语音信号。这里的“噪音”定义为所需语音信号以外的所有干扰信号。
干扰信号可以是窄带的或宽带的、白噪声的或有色噪声的、声学的或电学的、加性的或乘性的，甚至可以是其它无关的语音。由噪声导致的语音质量的下降会使许多语音处理系统的性能急剧恶化。采用语音增强技术进行预处理，可有效地改善系统性能。
3、传输策略
传输延时、抖动、丢包在无线网络环境下是都会，常用的策略有抗抖动处理，丢包隐藏等，但需要在语音延时/抖动与音质之间取得平衡。
在语音抖动处理中主要采用的是抖动缓冲技术, 即在接收方设定一个缓冲池, 话音包到达时首先进入缓冲池暂存, 系统以稳定平缓的速率将话音包从缓冲池中取出、解压、然后播放给受话者。这种缓冲技术可以在一定限度内有效处理话音抖动, 提高音质。
使用抖动缓冲技术的原理，需要处理好延时与抖动的平衡，取两者的平衡点，使缓存器的网络延时保持在一定时间左右。
4、服务器处理机制
服务器信令传输机制优化，优化并发处理等。我们知道4G网络带宽大，传输时延小，所以针对平台架构，要想提升语音质量可以通过如下措施：
•调整编解码算法
提升采样率，传统使用的8K采样，可以使用16K或更高。使用现代改良编解码算法，例如3GPP AMR， ITU G.72x语音编码簇等。
•语音增强算法
可使用更多的算法来增强，相对于2G/3G模块系统资源和处理器性能，4G模块无论计算速度和可调用的资源都提升了很多，所以可以引入更高效保真的算法来处理语音。
•低时延传输
可以利用4G传输时延小的特性，调整语音数据包的传输包的大小，有效降低端到端语音延时。
三、基于4G模块实现降低功耗
耗电大一直是2G/3G终端的死结，电池容量一再增大，仍然不能保证待机一天。因为在2G/3G网络下，为了防止终端和基站断开链接，公网平台终端都设计为永不休眠，一直与服务器保持频繁的通信，这是导致耗电的根本因素。
而这一问题在4G模块+4G网络情况下有望解决：
1、系统休眠
多数4G模块提供系统休眠机制，休眠情况下，模块耗电会将至最低。
2、网络相应延迟
休眠情况下，模块能否及时被唤醒是关键点，更低的唤醒时间，用户越感知不到休眠。
能够解决上面两个问题，就能够极大的延长终端的待机时间，也为用户提供更好的使用体验。
四、4G业务下的应用体现
视频调度系统是一套基于IP网络，集视频指挥调度、视频会议、图片分发等功能于一体的综合视频调度系统。系统采用H.264数字视频编码技术，实现无线宽带上的整体视频调度，配合专用多媒体视频终端，实现视频、图片的远程拍摄、分发、转发，为各个单位用户提供更丰富的视频调度信息。
视频调度功能：通过前方视频对讲终端、智能手机，将现场的视频实时回传到调度台;支持视频查看、管理和调度各类视频源的功能;支持拍照、录相及本地保存功能;支持现场图片、录像的上传和接收;对已上传的现场图片、录像资源进行管理和分发;支持对已上传的视频/图片或自定义的视频/图片分发或推送到各种移动终端或视频终端的功能。
数据：随着物联网时代到来，传统的电力、交通、能源、化工、制造等行业都在积极探寻基于物联网技术的应用，物联网的技术将使未来的移动互联不仅是人与人的互联，还包括了人与物、物与物、人与环境、物与环境等各种方式的互联、互动，物联网的未来必然是与移动互联网的互动去完成共同的进化，在物联网的大潮下我们在进行对数据的收集分析，使得能够与行业其它应用系统进行深度的融合，让数据得到有效的互联。
五、基于4G全网通覆盖的产品优势
目前在网用户反映2G/3G网络覆盖会有很多盲区，造成用户体验差，运营商4G基站建设加速，频段重耕，2G/3G的频点覆盖势必要减少很多，在体验方面势必不如之前，所以基于4G全网通的终端的优势将会越来越明显，全网通的机器可以让用户在网络方面更为灵活，不只局限于某个运营商，善理即将推出的4G终端是基于安卓8909的智能模块，支持WLAN、蓝牙的连接，在用户实际应用与扩展方面也将得到更多的支持，例如可支持光线感应、重力感应、陀螺仪、NFC等智能终端硬件，在产品属性上完全区分传统对讲终端，拥有更大的市场空间，在运营商大力推动4G的背景下，善理也与模块商、终端制造商配合推出了4G的高性价比终端，加速4G的普及，让公网对讲的用户得到更好的使用体验。
总之，平台商做为公网对讲系统中的一个重要组成，对于公网对讲行业具有强大的服务支持作用，进行4G对讲应用的开发设计分析，对于促进公网对讲发展的提升具有积极的作用和意义。