移動終端音頻測試原理及步驟

移動終端音頻測試原理及步驟第一頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三目錄音頻測試系統(tǒng)音頻測試用例及介紹音頻新應(yīng)用第二頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三音頻測試系統(tǒng)第三頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三系統(tǒng)基本工作原理發(fā)送方向：音頻分析儀將模擬音頻信號發(fā)送至終端，終端麥克接收該信號，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后，解調(diào)并還原成模擬信號，返回至音頻分析儀。接收方向：音頻分析儀將模擬音頻信號發(fā)送至基站模擬器，基站模擬器接收該信號，并調(diào)制到高頻傳遞給移動通信終端，終端接收此信號后，解調(diào)并還原成模擬信號，返回至音頻分析儀。第四頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三測試儀表音頻測試儀UPL綜合測試儀CMU200

（基站模擬器）第五頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三測試用具-人工頭B&K4602B第六頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三仿真人工耳仿真人工耳是由聲音耦合器和傳聲器兩部分組成的，其中在規(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。第七頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三仿真人工耳第八頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三仿真人工耳第九頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三仿真人工耳第十頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三仿真人工耳-3種耳朵比較第十一頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三仿真人工嘴第十二頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三新型人工頭-HATS第十三頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三Type3.3型人工耳第十四頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三Type3.3型人工耳由類型3.3仿真耳測得的聲壓參照鼓膜參考點（DRP）。當(dāng)要求計算響度評定值或檢查基于參考ERP，測量規(guī)范的結(jié)果時，應(yīng)使用修正函數(shù)，把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到耳參考點（ERP）。在ITU標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，在目前移動終端音頻測試中，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)。第十五頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三Type3.4型人工耳第十六頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三ERP和DRP通過施加一個已知的聲壓到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。第十七頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三人工耳的校準(zhǔn)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Brüel&Kj?er4231來決定人工耳的絕對靈敏度。不同類型人工耳的校準(zhǔn)值是分別存儲的，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。第十八頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三人工嘴的校準(zhǔn)人工嘴的校準(zhǔn)不依賴于使用的人工耳類型。因此當(dāng)人工耳類型改變時不需要對人工嘴重新校準(zhǔn)。測試手機之前,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TYPE1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時麥克風(fēng)的頻率響應(yīng)可以忽略不計。由于干擾噪聲會影響測量的校準(zhǔn)值，因此人工嘴的校準(zhǔn)需在消聲室里面進(jìn)行。第十九頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三基站模擬器的校準(zhǔn)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)和補償。建立與手機之間的呼叫,設(shè)置比特流為‘DecoderCal’，此時在全“1”數(shù)字信號下測量CMU200解碼器輸出聲壓，計算所需的校準(zhǔn)值并存儲到文件。然后請建立與手機之間的呼叫并設(shè)置比特流為“EncoderCal”；此時在全”1”數(shù)字信號下測量CMU200編碼器輸入靈敏度，并存儲到相應(yīng)的文件。第二十頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三目錄音頻測試系統(tǒng)音頻測試用例及介紹音頻新應(yīng)用第二十一頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三GSM手機目前所做的測試內(nèi)容

30.1發(fā)送靈敏度／頻率響應(yīng)30.2發(fā)送響度評定值30.3接收靈敏度／頻率響應(yīng)30.4接收響度評定值30.5.1側(cè)音掩蔽評定值30.6.2穩(wěn)定度儲備30.7.1發(fā)送失真第二十二頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三發(fā)送靈敏度／頻率響應(yīng)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。用人工嘴在嘴參考點（MRP）送一個聲壓為－4.7dBPa的純單音。測量并評估系統(tǒng)模擬器語音解碼器的響應(yīng)輸出聲壓值。計算測量頻率響應(yīng)到上或下容限的偏移,由對最大最小偏移的均值移動整條曲線,然后進(jìn)行極限檢測,如果移動后的曲線在極限曲線范圍內(nèi),輸出PASS,否則輸出FAIL.在每個頻率點都要進(jìn)行極限檢測。第二十三頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三發(fā)送靈敏度／頻率響應(yīng)根據(jù)3GPPTS26.131，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。第二十四頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三發(fā)送響度評定值（SLR）SLR（Sendingloudrating）計算的是絕對響度，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對聽者才是可以接受的。

靈敏度單位表示成dBv/Pa。根據(jù)ITU-TP.79公式

計算頻段4至17頻段的SLR。并m=0.175，和ITU-TP.79中的發(fā)送加權(quán)因子。第二十五頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三發(fā)送響度評定值（SLR）第二十六頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三發(fā)送響度評定值（SLR）由于系統(tǒng)模擬器語音編碼的輸入靈敏度容限,計算SLR時須考慮系統(tǒng)模擬器自身的靈敏度，根據(jù)3GPPTS26.131，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)?？傮w的PASS或FAIL信息由頻率響應(yīng)曲線和響度評定值綜合來決定，只有曲線和響度值都在容限范圍內(nèi)才能判定該移動終端的發(fā)送方向音頻屬性PASS。第二十七頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三發(fā)送頻率響應(yīng)/響度測量原理第二十八頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三接收靈敏度／頻率響應(yīng)接收靈敏度/頻率響應(yīng)是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)，因此測量值需要用矯正因子轉(zhuǎn)換到參考ERP點的測量值。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）。驅(qū)動語音編碼器，獲得系統(tǒng)參考值為-16dBm0的純單音。測量并評估人工耳處聲壓。第二十九頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三接收靈敏度／頻率響應(yīng)由于TYPE1型人工耳不再用來做3GPP移動電話的測試，因此，3GPPTS26.131只規(guī)定了針對于TYPE3.x型人工耳的極限值。然而3GPPTS51.010中規(guī)定的極限值對于TYPE1型人工耳仍然是有效的。使用TYPE1型人工耳時，接收頻響曲線應(yīng)在3GPPTS51.010中規(guī)定的極限值曲線范圍之內(nèi)。使用TYPE3.x型人工耳時，接收頻響曲線應(yīng)在3GPPTS26.131中規(guī)定的極限值曲線范圍之內(nèi)。第三十頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三接收靈敏度／頻率響應(yīng)3GPPTS51.010第三十一頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三接收靈敏度／頻率響應(yīng)3GPPTS26.131第三十二頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三接收靈敏度／頻率響應(yīng)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，對下表中的間斷點之間畫直線得到一個范圍?！?”的極限處于間斷點之間所畫的直線上。計算測量頻率響應(yīng)到最大或最小極限曲線的偏置,由偏置的均值移動整條曲線，然后進(jìn)行極限檢測，如果變動曲線在極限曲線范圍內(nèi)，顯示PASS，否則顯示FAIL。在每個頻率點都進(jìn)行極限檢測。第三十三頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三接收頻率響應(yīng)/響度測量原理第三十四頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三接收靈敏度／頻率響應(yīng)第三十五頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三接收靈敏度／頻率響應(yīng)第三十六頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三接收響度評定值RLR計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可以被聽者接受。靈敏度表示為dBPa/v。根據(jù)ITU-TP.79的公式計算頻段4至17的RLR，采用下表的接收加權(quán)系數(shù)，m=0.175。第三十七頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三接收響度評定值第三十八頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三接收響度評定值由于系統(tǒng)模擬器語音解碼器的輸入靈敏度容限,計算RLR時須考慮系統(tǒng)模擬器自身的靈敏度。此外，不需要進(jìn)行泄露校正。接收響度取決于手機音量設(shè)置(根據(jù)3GPPTS26.131,它應(yīng)為-1dB到+5dB之間)，dB值越小說明響度值越大，當(dāng)手機上設(shè)置響度為最大值時，RLR應(yīng)不小于-13dB。為保護(hù)人耳，接受響度不能超過某個固定值?？傮w的PASS或FAIL信息由頻率響應(yīng)曲線和響度評定值綜合來決定，只有曲線和響度值都在容限范圍內(nèi)才顯示PASS。第三十九頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三側(cè)音掩蔽評定值（STMR）側(cè)音通道指的是麥克風(fēng)接收到的信號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。側(cè)音掩蔽評定值是基于客觀單音的測試，表示仿真嘴至仿真耳間的通路損耗。用仿真嘴在嘴參考點（MRP）送一個聲壓為－47dBPa的純單音。第四十頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三側(cè)音掩蔽評定值（STMR）參照ITU-TP.79公式和下表的加權(quán)系數(shù)（非密合情形），使用m=0，225計算側(cè)音損耗（dB）和STMR（dB）值。并顯示側(cè)音衰減曲線。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)3GPPTS26.131，當(dāng)手機接收響度固定時，STMR應(yīng)該在13dB到23dB之間。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。第四十一頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三側(cè)音掩蔽評定值（STMR）第四十二頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三側(cè)音掩蔽評定值（STMR）第四十三頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三穩(wěn)定度儲備（STB）穩(wěn)定度儲備是用來檢測電話對音頻反饋的易感性和不穩(wěn)定性。將手機放在堅硬平面上，傳感器面向平面，如果有音量控制器，將其置為最大。在UPL里接收端和話音信道間存在一個閉環(huán)，設(shè)置6dB的總增益,編碼器的增益自動考慮其中。為激活環(huán)路，應(yīng)用符合ITU-T0.131的-10db噪音信號，持續(xù)1秒，然后關(guān)閉，環(huán)路仍然為閉環(huán)。測試人員需自己聽來決定是否產(chǎn)生共振或震動，如果沒有產(chǎn)生震動，根據(jù)3GPPTS26.131，滿足了6db的最小穩(wěn)定余量的要求。第四十四頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三發(fā)送失真發(fā)送是真是指發(fā)射信號與總失真之比，是對發(fā)射設(shè)備（不包括話音編譯碼器）線性度的量度。測量使用脈沖長度約為340ms，頻率為1015的正弦音。在這個頻點上，編碼產(chǎn)生足夠穩(wěn)定的輸出信號。人工嘴在MRP出產(chǎn)生一個正弦波信號，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SINAD值。調(diào)節(jié)此信號的電平直到終端輸出為－10dBm0，此時MRP處的信號電平即為聲參考電平（ARL）。輸入測試信號，其電平相對于ARL分別為標(biāo)準(zhǔn)3GPPTS26.131（10，5，0，-5，-10，-15，-20，-25）。

測量曲線應(yīng)高于極限曲線，此時輸出PASS，否則輸出FAIL。第四十五頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三發(fā)送失真

中間電平的極值可在線性(dB信號電平)/線性(dB比)坐標(biāo)上對間斷點之間畫的直線中得出。測試過程中，聲壓不得超過＋10dBPa。第四十六頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三發(fā)送失真第四十七頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三3G終端所測試項目（3GPP標(biāo)準(zhǔn)）

7.3.1空閑信道噪聲_發(fā)送7.3.2空閑信道噪聲_接收7.7聲學(xué)回聲控制7.8.2接收失真7.9環(huán)境噪聲抑制第四十八頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三空閑信道噪聲_發(fā)送將手機放置安靜的環(huán)境里，測量語音解碼器輸出端的電壓。根據(jù)ITU-TG.223加權(quán)并重新計算內(nèi)部值，以dBm0p表示。為保持測試的手機在正常操作模式下，應(yīng)使用脈沖信號。在信號脈沖期間測量噪聲并激活話音激活解碼器，手機仍工作在正常發(fā)送模式下?？臻e噪聲不應(yīng)超過-64dBm0p。測量的噪聲電壓顯示為一個譜線，因此如果測量值超過極限值，便可以很容易的找出原因。第四十九頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三空閑信道噪聲_接收將手機放置安靜的環(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。為保持測試的手機在正常操作模式下，在語音編碼器的輸入端使用脈沖信號。在信號脈沖期間測量噪聲并激活話音激活解碼器，此時手機仍工作在正常接收模式下。根據(jù)手機設(shè)置的響度評定值，聲壓不應(yīng)超過-57dBPa(A)。手機音量接收響度設(shè)為最大時，聲壓應(yīng)不超過-54dBPa(A)。測量噪聲壓顯示為一個譜線，因此如果測量值超過極限值，便可以很容易的找出原因。第五十頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三聲學(xué)回聲控制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與麥克風(fēng)之間的內(nèi)部聲學(xué)耦合而產(chǎn)生?；芈暫艽蟪潭壬辖档土寺曇魝鬏?shù)馁|(zhì)量,因此它不能超過某個限定值。根據(jù)ITU-TP.501建議，在語音編碼器端產(chǎn)生調(diào)制多音信號作為測試信號。

3GPPTS26.131中指定回聲損耗值至少為46dB，回聲補償好的手機可以滿足此要求。由于測試手機的麥克風(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。第五十一頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三接收失真接收路徑中的信噪比作為聲學(xué)信號聲壓值來進(jìn)行測量。接收失真是指發(fā)射信號與總失真之比，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,在這個頻點上,編碼產(chǎn)生足夠穩(wěn)定的輸出信號。系統(tǒng)模擬器語音編碼器輸入端使用測試信號，（電平分別為-45，-40，-35，-30，-25，-20，-15，-10，-5，0dBm0）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3GPPTS26.131中下表進(jìn)行極限比較。測量在人工耳處最大聲壓為10dBPa下進(jìn)行，

因此實際曲線在略低的頻點就終止了。測量曲線應(yīng)高于極限曲線,此時輸出PASS，否則輸出FAIL。第五十二頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三接收失真第五十三頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三接收失真第五十四頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三環(huán)境噪聲抑制環(huán)境噪聲抑制（ANR）描述了語音信號在傳輸環(huán)境中與噪聲的加權(quán)比率。ANR>0表示語音在傳輸過程中作為有用信號響度大于環(huán)境噪聲。采用SFDELSM方法計算出的環(huán)境噪聲抑制（ANR）應(yīng)不小于0dB，由于ANR測試的不確定性，允許結(jié)果有3dB的偏差。為執(zhí)行此項測量，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音器和噪聲發(fā)生器來產(chǎn)生。通常可以使用2~8個噪聲源產(chǎn)生粉紅噪聲（1/f）?？紤]到擴音器的頻響的情況下，在1/3倍頻程帶寬內(nèi)產(chǎn)生的運行誤差必須小與1dB。第五十五頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三環(huán)境噪聲抑制用已知聲源對標(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。測試房間內(nèi)的噪聲信號為100~8000Hz頻率范圍內(nèi)的粉紅噪聲，嘴參考點處的聲壓為70dB（A）（-24dBPa（A）），聲壓容差為3dB。噪聲頻譜密度Pm（dBPa）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)，平均場強差異應(yīng)在3dB以內(nèi)，測量范圍為100~3150Hz，以1/3倍頻程測量。第五十六頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三環(huán)境噪聲抑制以1/3倍頻程頻率間隔在嘴參考點處施加聲壓（以dBPa表示），測量系統(tǒng)模擬器音頻輸出端口輸出的電信號電平（以dBV表示）。室內(nèi)噪聲靈敏度如下：第五十七頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三環(huán)境噪聲抑制測量語音信號發(fā)送靈敏度（）語音信號發(fā)送靈敏度的測量是用仿真語音來實現(xiàn)的。人工嘴的輸出信號應(yīng)符合ITU-TP.50定義的男聲語音信號，嘴參考點處的聲壓為-4.7dBPa，1/3倍頻程帶寬的聲壓以（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電平，表示為（dBV）。語音信號發(fā)送靈敏度表示如下：第五十八頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三環(huán)境噪聲抑制在1/3倍頻程帶寬上，室內(nèi)噪聲靈敏度和語音信號發(fā)送靈敏度之差DELSM（）。手機終端的環(huán)境噪聲抑制能力（ANR）按照下式計算：式中：j為200~3150Hz頻率范圍內(nèi)1/3倍頻程帶寬中心頻率的序號；為計算發(fā)送響度評定值的加權(quán)系數(shù)。第五十九頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三3G終端所測試項目（YD/T1538）

4.6收聽者側(cè)音評定值（LSTR）4.12帶外信號第六十頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三聽者側(cè)音評定值(LSTR)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。在以嘴參考點為中心，半徑為0.15范圍內(nèi)，任意一點與MRP處的聲壓應(yīng)在+4dB—2dB范圍之內(nèi)。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，嘴參考點處的聲壓調(diào)整到0dB(A)(-24dBPa(A))，容差為+-1dB。第六十一頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三聽者側(cè)音評定值(LSTR)在200-4000Hz頻段內(nèi)，在1/3倍頻程間隔的14個頻段(頻段4-17)上進(jìn)行測量。對于每一個頻段上的人工耳的聲壓的測量，都需要把適當(dāng)?shù)臏y量儀器和人工耳連接起來。受話者側(cè)音通話損耗以dB表示(dBPa/Pa)。對手機終端來說，LSTR不小于15dB。第六十二頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期三帶外信號_發(fā)送對手柄終端，對發(fā)送方向的帶外輸入信號的抑制能力反映為對任何帶外輸入信號產(chǎn)生的帶內(nèi)鏡像頻率的要求。用仿真嘴在ITU-T描述的嘴參考點(MRP)送一個聲壓為－47dBPa的純單音。