對講平臺在4G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用下的重要作用
在2G/3G時代，語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分別承載在兩張不同的核心網(wǎng)上，控制語音相關(guān)的叫電路域(CS域：Circuit Switch)，控制數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)相關(guān)的叫分組域(PS域：Packet Switch)，隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的爆發(fā)以及網(wǎng)絡(luò)的全I(xiàn)P化，LTE網(wǎng)絡(luò)將只保留分組域，承載用戶的語音、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，而目前中國還不具備在4GLTE網(wǎng)上承載語音業(yè)務(wù)條件，當(dāng)發(fā)起語音業(yè)務(wù)時，通過切換，完全回落至2/3G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行語音業(yè)務(wù)。所以對于4GLTE的體驗只是在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸速率上會有明顯的提升，而公網(wǎng)對講則是利用了廣域覆蓋的運營商通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢，擺脫了通信距離、用戶容量和專用頻率等限制的瓶頸。
隨著運營商通信網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)，三大運營商4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)已經(jīng)在國內(nèi)得到普及，運營商4G頻點的迅速增加，2G頻點的縮減，4G網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)覆蓋上的優(yōu)勢也越發(fā)明顯，另外依靠4GLTE無線傳輸?shù)母邘挘沟囊曨l圖片信息得到實際的應(yīng)用，傳輸質(zhì)量還將不斷提高，促使對公網(wǎng)對講平臺4G網(wǎng)絡(luò)的終端體驗也越來越好，4G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用已成趨勢。
在發(fā)展4G業(yè)務(wù)的起步階段，不論是平臺商、終端廠商、經(jīng)銷零售商，都將目光放在4G的網(wǎng)絡(luò)、終端上，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)固然重要，但是在發(fā)展4G的同時，也不能忽略平臺商在技術(shù)方面做的改進(jìn)，下面我們介紹一下善理對講平臺對提升基于4G網(wǎng)絡(luò)用戶體驗的一些提升。
一、2G/3G公網(wǎng)對講機(jī)的現(xiàn)狀
使用2G/3G網(wǎng)絡(luò)的公網(wǎng)對講機(jī)影響用戶體驗的問題主要有這幾點：
1、音質(zhì)較差
2G/3G帶寬有限，無法使用編碼率更高的算法;4G網(wǎng)絡(luò)則有更大的處理空間。
2G網(wǎng)絡(luò)是以無線通訊數(shù)字化為代表，能夠進(jìn)行窄帶數(shù)據(jù)通訊，傳輸速度很慢。
3G網(wǎng)絡(luò)主要是在2G的基礎(chǔ)上發(fā)展了高帶寬的數(shù)據(jù)通信，并提高了語音通話安全性。3G一般的數(shù)據(jù)通信帶寬都在500Kb/s以上。
4G網(wǎng)絡(luò)是是集3G與WLAN于一體并能夠傳輸高質(zhì)量視頻圖像以及圖像傳輸質(zhì)量與高清晰度電視不相上下的技術(shù)產(chǎn)品。4G系統(tǒng)能夠以100Mbps的速度下載，比撥號上網(wǎng)快2000倍，上傳的速度也能達(dá)到20Mbps，并能夠滿足幾乎所有用戶對于無線服務(wù)的要求。
2、時延較大
4G LTE 的網(wǎng)絡(luò)延遲至少是 3G 網(wǎng)絡(luò)的一半。4G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)扁平化，去掉RNC的物理實體，功能實體分解到基站和核心網(wǎng)元，大部分功能放在了E-NodeB，以減少時延和增強(qiáng)調(diào)度能力?；?G網(wǎng)絡(luò)延時，公網(wǎng)也可以調(diào)整傳輸策略，極大降低時延。
3、信號覆蓋率降低
在運營商大力推廣4G的背景下，2G頻段的縮減，2G信號覆蓋率越來越低;同時，3G網(wǎng)絡(luò)頻點也在不斷減少。
二、基于4G網(wǎng)絡(luò)提升語音質(zhì)量
公網(wǎng)對講平臺的核心指標(biāo)包括組建立時延、話權(quán)搶占時延、語音質(zhì)量(MOS分)、端到端語音延時等。
MOS分(Mean Opinion Score，平均主觀意見分)用于衡量經(jīng)過通信系統(tǒng)壓縮編碼傳輸后恢復(fù)語音的“還原度”，包括可懂度、清晰度和自然度，采用5分制打分(5優(yōu)，4良，3尚可，2差，1劣)。傳統(tǒng)PSTN有線電話的語音質(zhì)量一般定義為MOS 4.0分，2G無線電話的語音質(zhì)量為MOS 2.5-4分之間，3G移動電話系統(tǒng)采用的語音編解碼算法可以達(dá)到4分以上。
而對講平臺架構(gòu)設(shè)計是影響音質(zhì)指標(biāo)關(guān)鍵因素，核心點包括：
1、語音編解碼算法
語音編解碼算法是決定公網(wǎng)對講平臺所能提供的語音質(zhì)量的根本因素。
EVRC編碼廣泛使用于CDMA網(wǎng)絡(luò)。EVRC標(biāo)準(zhǔn)遵循規(guī)范TIA IS-127的內(nèi)容。EVRC編碼基于RCELP(松弛碼激勵線性預(yù)測)標(biāo)準(zhǔn)。該編碼可以以Rate 1(171bits/packet)，Rate1/2(80bits/packet)或是Rate1/8(16bits/packet)的容量進(jìn)行操作。在要求下，它也能產(chǎn)生空包(0bits/packet)。
但是受限于2G/3G網(wǎng)絡(luò)帶寬，公網(wǎng)對講平臺很多采用EVRC 8K采樣變速率編解碼來壓縮傳輸?shù)恼Z音數(shù)據(jù)。但是EVRC半速率(4Kbps)編碼其音質(zhì)較差，MOS分只有3.0分左右。
AMR語音編碼是GSM2+和WCDMA的默認(rèn)編碼標(biāo)準(zhǔn)，是第三代無線通訊系統(tǒng)的語音編碼標(biāo)準(zhǔn)。GSM-AMR標(biāo)準(zhǔn)基于ACELP(代數(shù)激勵線性預(yù)測)編碼。它能在廣泛的傳輸條件下提供高品質(zhì)的語音效果。
2、語音增強(qiáng)算法
主要包括環(huán)境噪聲抑制、自適應(yīng)聲學(xué)回聲消除、自動增益控制、自適應(yīng)均衡等算法。
在通信過程中語音受到來自周圍環(huán)境、傳輸媒介引入的噪聲，使接收到的語音信號并非純凈的原始語音信號，而是受噪聲污染的帶噪語音信號。這里的“噪音”定義為所需語音信號以外的所有干擾信號。
干擾信號可以是窄帶的或?qū)拵У?、白噪聲的或有色噪聲的、聲學(xué)的或電學(xué)的、加性的或乘性的，甚至可以是其它無關(guān)的語音。由噪聲導(dǎo)致的語音質(zhì)量的下降會使許多語音處理系統(tǒng)的性能急劇惡化。采用語音增強(qiáng)技術(shù)進(jìn)行預(yù)處理，可有效地改善系統(tǒng)性能。
3、傳輸策略
傳輸延時、抖動、丟包在無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下是都會，常用的策略有抗抖動處理，丟包隱藏等，但需要在語音延時/抖動與音質(zhì)之間取得平衡。
在語音抖動處理中主要采用的是抖動緩沖技術(shù), 即在接收方設(shè)定一個緩沖池, 話音包到達(dá)時首先進(jìn)入緩沖池暫存, 系統(tǒng)以穩(wěn)定平緩的速率將話音包從緩沖池中取出、解壓、然后播放給受話者。這種緩沖技術(shù)可以在一定限度內(nèi)有效處理話音抖動, 提高音質(zhì)。
使用抖動緩沖技術(shù)的原理，需要處理好延時與抖動的平衡，取兩者的平衡點，使緩存器的網(wǎng)絡(luò)延時保持在一定時間左右。
4、服務(wù)器處理機(jī)制
服務(wù)器信令傳輸機(jī)制優(yōu)化，優(yōu)化并發(fā)處理等。我們知道4G網(wǎng)絡(luò)帶寬大，傳輸時延小，所以針對平臺架構(gòu)，要想提升語音質(zhì)量可以通過如下措施：
?調(diào)整編解碼算法
提升采樣率，傳統(tǒng)使用的8K采樣，可以使用16K或更高。使用現(xiàn)代改良編解碼算法，例如3GPP AMR， ITU G.72x語音編碼簇等。
?語音增強(qiáng)算法
可使用更多的算法來增強(qiáng)，相對于2G/3G模塊系統(tǒng)資源和處理器性能，4G模塊無論計算速度和可調(diào)用的資源都提升了很多，所以可以引入更高效保真的算法來處理語音。
?低時延傳輸
可以利用4G傳輸時延小的特性，調(diào)整語音數(shù)據(jù)包的傳輸包的大小，有效降低端到端語音延時。
三、基于4G模塊實現(xiàn)降低功耗
耗電大一直是2G/3G終端的死結(jié)，電池容量一再增大，仍然不能保證待機(jī)一天。因為在2G/3G網(wǎng)絡(luò)下，為了防止終端和基站斷開鏈接，公網(wǎng)平臺終端都設(shè)計為永不休眠，一直與服務(wù)器保持頻繁的通信，這是導(dǎo)致耗電的根本因素。
而這一問題在4G模塊+4G網(wǎng)絡(luò)情況下已得到解決：
1、系統(tǒng)休眠
多數(shù)4G模塊提供系統(tǒng)休眠機(jī)制，休眠情況下，模塊耗電會將至最低。
2、網(wǎng)絡(luò)相應(yīng)延遲
休眠情況下，模塊能否及時被喚醒是關(guān)鍵點，更低的喚醒時間，用戶越感知不到休眠。
解決上述兩個問題，就能夠極大的延長終端的待機(jī)時間，也為用戶提供更好的使用體驗。
四、4G業(yè)務(wù)下的應(yīng)用體現(xiàn)
視頻調(diào)度系統(tǒng)是一套基于IP網(wǎng)絡(luò)，集視頻指揮調(diào)度、視頻會議、圖片分發(fā)等功能于一體的綜合視頻調(diào)度系統(tǒng)。系統(tǒng)采用H.264數(shù)字視頻編碼技術(shù)，實現(xiàn)無線寬帶上的整體視頻調(diào)度，配合專用多媒體視頻終端，實現(xiàn)視頻、圖片的遠(yuǎn)程拍攝、分發(fā)、轉(zhuǎn)發(fā)的應(yīng)用功能，為各個單位用戶提供更豐富的視頻調(diào)度信息。
視頻調(diào)度功能：通過前端視頻對講設(shè)備、智能手機(jī)，將現(xiàn)場的視頻實時回傳到調(diào)度臺;支持視頻查看、管理和調(diào)度各類視頻源的功能;支持拍照、錄相及本地保存功能;支持現(xiàn)場圖片、錄像的上傳和接收;對已上傳的現(xiàn)場圖片、錄像資源進(jìn)行管理和分發(fā);支持對已上傳的視頻/圖片或自定義的視頻/圖片分發(fā)或推送到各種移動終端或視頻終端的功能。
數(shù)據(jù)：隨著物聯(lián)網(wǎng)時代到來，傳統(tǒng)的電力、交通、能源、化工、制造等行業(yè)都在積極探尋基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)將使未來的移動互聯(lián)不僅是人與人的互聯(lián)，還包括了人與物、物與物、人與環(huán)境、物與環(huán)境等各種方式的互聯(lián)、互動，物聯(lián)網(wǎng)的未來必然是與移動互聯(lián)網(wǎng)的互動去完成共同的進(jìn)化，在物聯(lián)網(wǎng)的大潮下我們在進(jìn)行對數(shù)據(jù)的收集分析，使得能夠與行業(yè)其它應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行深度的融合，讓數(shù)據(jù)得到有效的互聯(lián)。
五、基于4G全網(wǎng)通覆蓋的產(chǎn)品優(yōu)勢
目前在網(wǎng)用戶反映2G/3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋會有部分盲區(qū)，造成用戶體驗差，運營商4G基站建設(shè)加速，頻段重耕，2G/3G的頻點覆蓋勢必要減少很多，在體驗方面勢必不如之前，所以基于4G全網(wǎng)通的終端的優(yōu)勢將會越來越明顯，全網(wǎng)通的機(jī)器可以讓用戶在網(wǎng)絡(luò)方面更為靈活，不只局限于某個運營商，善理即將全面化推出劃時代的4G產(chǎn)品，支持更深度的定位支持、多媒體方面的應(yīng)用，在用戶實際應(yīng)用與擴(kuò)展方面也將得到更多的支持，例如可支持高清攝像頭、藍(lán)牙、NFC等智能終端硬件，在產(chǎn)品屬性上完全區(qū)分傳統(tǒng)對講終端，擁有更大的市場空間，在運營商大力推動4G的背景下，善理也與模塊商、終端制造商配合推出了4G的高性價比終端，加速4G的普及，讓公網(wǎng)對講的用戶得到更好的使用體驗。
平臺商做為公網(wǎng)對講系統(tǒng)中的一個重要組成，對于公網(wǎng)對講行業(yè)具有強(qiáng)大的服務(wù)支撐作用，進(jìn)行4G對講應(yīng)用的開發(fā)設(shè)計分析，對于促進(jìn)公網(wǎng)對講發(fā)展的提升具有積極的作用和意義。
