車(chē)載緊急呼救系統(tǒng)語(yǔ)音通話質(zhì)量測(cè)試方法研究

王偉 蔣江建

摘? 要：該文介紹了一種車(chē)載緊急呼救系統(tǒng)語(yǔ)音通話質(zhì)量測(cè)試的方法，包括介紹車(chē)載緊急呼救系統(tǒng)工作機(jī)制、語(yǔ)音通話質(zhì)量測(cè)試重要性、搭建測(cè)試環(huán)境（模擬無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)和公共安全應(yīng)答點(diǎn)），簡(jiǎn)要地介紹了語(yǔ)音通話質(zhì)量測(cè)試方法，通過(guò)信噪比納和失真度定量評(píng)價(jià)通話質(zhì)量，探索在EMC抗干擾試驗(yàn)中，采用該方法對(duì)被測(cè)車(chē)輛的緊急呼救語(yǔ)音通話功能做判斷。

關(guān)鍵詞：車(chē)載緊急呼救系統(tǒng)? 工作機(jī)制? 語(yǔ)音通話質(zhì)量? 測(cè)試方法

中圖分類號(hào)：TB54??????????????????????????? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A??????????????????? 文章編號(hào)：1672-3791（2021）01（a）-0026-03

Research on Voice Call Quality Test Method of Vehicle Emergency Call System

WANG Wei? JIANG JiangJian

（Shanghai Motor Vehicle Inspection Certification & Tech Innovation Center Co.， Ltd.， Shanghai， 201805 China）

Abstract： This paper introduces a method of voice call quality test of vehicle emergency call system， including? the working mechanism of the on-board emergency call system， the importance of voice call quality test， setting up a test environment （simulating wireless communication network and public safety answer point）， introducing the quality test method of voice call. Through the quantitative evaluation of signal-to-noise ratio and distortion， this method can be used to judge the emergency call voice function of the tested vehicle in EMC anti-interference test.

Key Words： On-board emergency call system; Working mechanism; The method of voice call; Quality test

車(chē)載緊急呼救系統(tǒng)在歐盟被稱為eCall系統(tǒng)。當(dāng)車(chē)輛發(fā)生比較嚴(yán)重的交通事故，由傳感器采集到的信息來(lái)自動(dòng)觸發(fā)eCall，或者由車(chē)內(nèi)受傷人員手動(dòng)觸發(fā)eCall。車(chē)輛向PSAP發(fā)送MSD（最小數(shù)據(jù)集：包括車(chē)輛發(fā)生事故時(shí)間、地點(diǎn)、車(chē)輛VIN碼、燃料類型、車(chē)輛類型、乘客人數(shù)等），隨后建立語(yǔ)音通話。PSAP從而獲取事故信息，調(diào)度救援車(chē)輛施救。緊急呼叫系統(tǒng)的重要意義在于縮短救援時(shí)間：郊區(qū)縮短50%;城市縮短40%;提高受傷人員救治率：對(duì)于同樣傷勢(shì)的重傷員，如果在30 min內(nèi)獲救，其生存率為80%;如果在60 min獲救，其生存率降低為40%。

語(yǔ)音通話質(zhì)量決定了受傷者與公共安全應(yīng)答點(diǎn)（PSAP）之間的溝通效率，是eCall系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵點(diǎn)。該文專注eCall系統(tǒng)中車(chē)載終端與PSAP的語(yǔ)音通話質(zhì)量測(cè)試方法，以及車(chē)載終端在EMC實(shí)驗(yàn)中的抗擾度評(píng)估方法。

1? 設(shè)計(jì)方法

1.1 搭建模擬無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和PSAP（公共安全應(yīng)答點(diǎn)）

在真實(shí)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中測(cè)試eCall的語(yǔ)音通話質(zhì)量，只能靠主觀評(píng)定，而且實(shí)際通信網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的變化會(huì)影響測(cè)試結(jié)果的一致性。該文采用無(wú)線通信綜測(cè)儀CMW500模擬無(wú)線通信基站與車(chē)載無(wú)線終端（TBOX）進(jìn)行通信;并通過(guò)PC端應(yīng)用軟件模擬公共安全應(yīng)答點(diǎn)與車(chē)載無(wú)線終端進(jìn)行語(yǔ)音通話，對(duì)語(yǔ)音通話質(zhì)量測(cè)試方法進(jìn)行研究。并且針對(duì)EMC的抗干擾測(cè)試中，eCall終端與模擬基站的語(yǔ)音通話質(zhì)量評(píng)定方法做進(jìn)一步探究。對(duì)比加入EMC干擾前、后音頻參數(shù)如信納比和噪聲等變化量，來(lái)評(píng)價(jià)eCall系統(tǒng)的EMC試驗(yàn)的抗擾度。

1.2 車(chē)載緊急呼救系統(tǒng)工作機(jī)制

當(dāng)裝有eCall系統(tǒng)的車(chē)輛發(fā)生碰撞時(shí)，傳感器會(huì)自動(dòng)觸發(fā)eCall功能，車(chē)載無(wú)線終端IVS將從GNSS獲取的位置信息（經(jīng)緯度值）、時(shí)間等車(chē)輛信息（MSD）通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)（GSM/LTE等）發(fā)生給公共安全應(yīng)答點(diǎn)（PSAP），并建立語(yǔ)音通話。該文采用實(shí)驗(yàn)室模擬無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)和PSAP來(lái)測(cè)試語(yǔ)音通話質(zhì)量。

1.3 語(yǔ)音通話質(zhì)量測(cè)試方法

1.3.1 車(chē)內(nèi)音頻接收端音頻性能測(cè)試

（1）將被測(cè)車(chē)輛放置于電磁屏蔽暗室內(nèi)，手動(dòng)觸發(fā)eCall，車(chē)輛主動(dòng)發(fā)起語(yǔ)音通話，通過(guò)CMW500與PSAP建立通話。

（2）音頻測(cè)試應(yīng)用軟件控制聲卡發(fā)送1 kHz的音頻信號(hào)，并通過(guò)CMW500（輸出信號(hào)強(qiáng)度不低于?????????? -70 dBm）發(fā)送至車(chē)輛的音頻接收端（車(chē)內(nèi)揚(yáng)聲器）。

（3）采用抗電磁干擾的麥克（放置于車(chē)內(nèi)揚(yáng)聲器附近），來(lái)收集步驟2中的音頻信號(hào)，并通過(guò)光電轉(zhuǎn)換模塊，送到電磁屏蔽暗室外的音頻分析儀端，對(duì)比1kHz的輸入信號(hào)做分析：測(cè)試失真和信納比等值。

（4）適當(dāng)?shù)販p小CMW500的輸出信號(hào)強(qiáng)度，當(dāng)步驟2中建立的語(yǔ)音通話質(zhì)量下降到主觀評(píng)定認(rèn)為出現(xiàn)斷續(xù)或雜音導(dǎo)致無(wú)法聽(tīng)清楚時(shí)，記錄此時(shí)步驟3中的失真和信納比值。

（5）恢復(fù)CMW500的信號(hào)輸出強(qiáng)度，施加EMC干擾，在干擾過(guò)程中觀察步驟3中的失真和信納比值，與步驟4中的值做對(duì)比，以此來(lái)判斷干擾對(duì)通話質(zhì)量的影響。

1.3.2 車(chē)內(nèi)發(fā)送端音頻性能測(cè)試

（1）手動(dòng)觸發(fā)eCall，車(chē)輛主動(dòng)發(fā)起語(yǔ)音通話，通過(guò)CMW500與PSAP建立通話。

（2）采用抗電磁干擾的標(biāo)準(zhǔn)音源（發(fā)出1kHz聲音，放車(chē)內(nèi)的麥克附近），聲音通過(guò)車(chē)內(nèi)的麥克風(fēng)，發(fā)送到PSAP，然后轉(zhuǎn)到音頻分析儀輸入端，對(duì)比1kHz的輸入信號(hào)，分析：失真和信納比等值。

（3）適當(dāng)?shù)販p小CMW500的輸出信號(hào)強(qiáng)度，當(dāng)建立的語(yǔ)音通話質(zhì)量下降到主觀評(píng)定認(rèn)為出現(xiàn)斷續(xù)或雜音導(dǎo)致無(wú)法聽(tīng)清楚時(shí)，記錄此時(shí)步驟2中的失真和信納比值。

（4）恢復(fù)CMW500的信號(hào)輸出強(qiáng)度，施加EMC干擾，在干擾過(guò)程中觀察步驟2中的失真和信納比值，與步驟3中的值做對(duì)比，以此來(lái)判斷干擾對(duì)通話質(zhì)量的影響。

1.3.3 語(yǔ)音通話質(zhì)量評(píng)估

話音質(zhì)量主觀評(píng)價(jià)通常分為5級(jí)：

（1）優(yōu)（5級(jí)，話音清晰，幾乎無(wú)噪聲和失真）;

（2）良（4級(jí)，語(yǔ)音清楚，可感覺(jué)到有輕微噪聲或失真）;

（3）中（3級(jí)，話音可懂，可感受到令人煩惱的噪聲或失真）;

（4）差（2級(jí)，語(yǔ)音可懂，有令人非常煩惱的噪聲或嚴(yán)重失真）;

（5）劣（1級(jí)，話音幾乎不可懂）。

分別測(cè)得良、中、差這3個(gè)等級(jí)下聲音的信納比和失真度。

可發(fā)現(xiàn)等級(jí)3時(shí)的信納比為24 dB左右，所以當(dāng)測(cè)得信納比低于24 dB時(shí)，可判斷通話質(zhì)量差。

2? 結(jié)語(yǔ)

歐盟標(biāo)準(zhǔn)EU2017/79中采用主觀評(píng)定的方式測(cè)試eCall系統(tǒng)的語(yǔ)音通話質(zhì)量。主觀評(píng)定的一致性不好，不同的測(cè)試人員說(shuō)話的語(yǔ)音、語(yǔ)調(diào)、語(yǔ)速不同，聽(tīng)力也不一樣，難免造成評(píng)估結(jié)果的差異。而且在EMS測(cè)試中，會(huì)施加電磁場(chǎng)的干擾信號(hào)，車(chē)內(nèi)不可以有測(cè)試人員，也無(wú)法進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)。

俄羅斯標(biāo)準(zhǔn)GOST 33468-2015中采用通信產(chǎn)品的音頻測(cè)試方法。測(cè)試項(xiàng)目較多，包括噪音、重疊、失真、頻率響應(yīng)等，EMS測(cè)試時(shí)長(zhǎng)不足以完成如此多的測(cè)試參數(shù)。而且主流的通信產(chǎn)品音頻性能測(cè)試設(shè)備不具備電磁抗干擾能力，無(wú)法在EMS測(cè)試中使用。

該文采用的語(yǔ)音通話質(zhì)量測(cè)試方法，引入了主觀評(píng)定的方式尋找通話質(zhì)量的臨界點(diǎn)，對(duì)此臨界點(diǎn)的音頻性能做量化測(cè)試，以此作為EMS測(cè)試中客觀判斷車(chē)載緊急呼救系統(tǒng)的語(yǔ)音通話質(zhì)量依據(jù)。音頻性能測(cè)試中只關(guān)注信納比和失真度兩個(gè)參數(shù)，在施加電磁干擾過(guò)程中，易于測(cè)試和判斷語(yǔ)音通話質(zhì)量。

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