MOS协议

MOS协议（通用6篇）

MOS协议 篇1

随着媒体技术和计算机应用技术的迅速发展, 电视节目播出系统的发展也日新月异, 其系统结构不断呈现出模块化、智能化和分布式等特点。其中, 新闻播出系统由于涉及的媒体对象和设备种类繁多, 成为广播电视技术领域的研究热点。从国内外电视台新闻频道的实际应用来看, 国内主要以中科大洋、索贝的新闻系统为主导, 而国外普遍采用AVID公司的INEWS系统和AP公司的ENPS系统 (Essential News Production System) 。这些系统在新闻采集、编辑、串联单的生成和节目播出等方面功能完善、性能可靠, 伴随信息技术和虚拟演播室等新技术的应用, 其系统结构也愈加复杂。同时, 新闻节目不断呈现出的跨地域、跨系统等新特点对新闻播出系统的兼容性和可扩展性提出了更高要求[1]。因此, 新闻播出系统在满足一般播出需要的同时, 还要实现不同种类媒体信息平台和媒体设备间的协调运行和资源共享。然而, 不同国家和厂商在媒体对象通信方面的标准并不统一, 如:我国于2006年5月正式颁布的“中文新闻信息置标语言”, 即CNML (Chinese News Markup Language) [2];AVID公司的NSML (News Story Markup Language) [3]等。各标准间的兼容性问题成为制约新闻播出技术国际化发展的重要因素。MOS协议 (Media Object Sever Protocol) 正是在这种需求背景下应运而生, 为不同新闻系统间通信和新闻系统的内部通信提供了统一开放的协议平台。1998年, 通过无数媒体设备厂商和客户的不懈努力, MOS开发小组第一次会议在美国佛罗里达召开。至今, MOS协议版本已经发展到3.8.4, 成为电视新闻媒体技术产业共同支持的媒体产品及系统设计标准[4]。本文分析介绍了MOS协议的基本特点和内容, 并对基于MOS协议的新闻播出系统的系统构成和运作机制加以概述, 通过基于MOS协议的新闻文稿系统的实际应用阐述MOS协议在新闻制播过程中重要作用。

1 MOS协议的概念及特点

MOS通信协议 (Media Object Server Communication Protocol) , 即媒体对象服务器通信协议, 该协议定义了新闻故事 (story) 的数字化描述方式和新闻媒体对象的统一管理语言, 其设计目标是实现演播室计算机系统 (Newsroom Computer System, NCS) 与媒体对象服务器 (Media Object Server, MOS) 间的通信与媒体对象的统一管理[5]。其中, 媒体对象服务器是指系统中所有能够存储、显示或播出媒体信息的设备, 如字幕机、提词器和视频服务器等。MOS协议主要用来解决新闻文稿系统与新闻演播室系统连接通信的问题[6], 为不同厂商提供了一个开放统一的产品开发平台, 使该协议下研发的各类媒体设备能够协调运行, 从而促进新闻产业的健康持续发展。该协议具有以下特点:

1) 由XML语言 (Extensible Markup Language) 表述

XML语言具有逻辑结构清晰易懂和平台无关性特点, 为新闻播出系统的系统设计与媒体对象服务器研发提供统一开放的跨平台语言接口, 便于子系统的兼容与扩展。如图1所示, 节目制作子系统与媒资管理子系统分别采用Windows和Linux系统平台, 各子系统间通过以太网络发送接收XML消息, 子系统根据消息解析结果执行相应媒体数据传输或对象管理操作。

2) 采用TCP/IP协议传输MOS协议消息命令

NCS系统和MOS设备间通过HTTP协议数据包或TCP/IP数据连接进行通信。通常情况下, MOS协议消息一般由系统中的MOS网关统一管理。MOS协议消息的传输过程建立在成熟网络传输协议之上, 其传输质量和稳定性得以保证。

3) 依据新闻串联单 (Running Order) 管理MOS资源

串联单是新闻类节目制作的逻辑主线, 由串联单基本信息描述和多段新闻故事 (story) 按照播放时间顺序构成。其中, 新闻故事包含故事标题 (story Slug) 、故事导语 (story Body) 、多个新闻子条目 (item) 、相关媒体对象地址 (obj Path) 及播出时间等数据结构。如图2所示, 位于串联单的起始位置的基本信息描述注明了引用该串联单的MOS服务器唯一标识 (mos ID) 和生成该串联单的演播室系统名称 (ncs ID) , 之后的新闻故事列表则描述了文稿内容及引用的媒体资源地址等信息。

4) 支持新闻串联单内容的实时编辑和修改

在传统新闻直播模式下, 新闻插播任务需要通过专职人员向演播室送稿实现, 而在基于MOS协议新闻直播系统中, 后台导播可以快速地将插播新闻的电子文稿插入到当前播放串联单中, 并将更新后的串联单发送到支持MOS协议的提词器, 从而提高新闻播出的灵活性。

综上所述, MOS协议建立在成熟的计算机技术和媒体技术的基础上, 具有较强的可扩展性、可靠性、实用性和灵活性, 是计算机信息技术在新闻媒体播出领域的重要发展成果。

2 MOS协议的基本内容

随着新闻媒体技术的发展, MOS协议基本内容也在不断完善, 其基本内容总体可以概括为以下几个方面:

1) 多层次基础通信流程规约

如图3所示, MOS协议针对不同层次对象的通信流程做出了约定, 主要包括:设备状态信息的基本通信规约、面向媒体对象的基本运行流程、面向串联单内容的基本运行流程、面向媒体对象的高级运行流程、面向串联单内容的高级运行流程、新闻故事中的项目内容管理、MOS对象引用和串联单列表修改8个方面。其同时规定:媒体对象服务器至少支持其中6项, 才可以对外宣称支持MOS协议。

2) 媒体对象服务器 (MOS) 相关消息定义

媒体对象服务器相关消息通常以“mos”开头, 主要涉及单个媒体对象信息的查询应答、多个媒体对象的信息同步和媒体对象操作等方面, 规定了MOS协议下实现媒体对象信息交换、状态检测和对象管理的一般方法, NCS可以通过以上消息实现MOS对象的查询、添加、删除和引用等操作。

3) 串联单 (Running Order) 操作相关命令定义

串联单操作命令消息通常以“ro”开头, 主要实现串联单及其故事内容的生成、修改和同步功能, 包含串联单的“新建 (ro Create) ”、“删除 (ro Delete) ”、“替换 (ro Replace) ”消息, 新闻故事的“发送 (ro Story Send) ”、“修改 (ro Element Action) ”等消息。此类消息传递一般由NCS发起, 由引用该串联单的MOS设备负责解析、执行和应答, 从而实现MOS设备中多个串联单的管理和内容调整, 实现节目播出数据的动态调整。

4) 媒体应用程序及媒体对象的元数据消息定义

此类消息与上述MOS消息相对独立, 用于描述应用程序或媒体对象自身的运行状态和基本信息, 是MOS消息在设备状态方面的功能扩展。

总之, MOS协议是一系列串联单描述控制语言和媒体对象服务器管理语言的集合, 定义了媒体对象和串联单操作的一般方法, 是MOS和NCS之间及内部通信统一系统接口, 为新闻播出系统实现跨系统、跨地域播出提供了可行性[7]。

3 基于MOS协议的新闻播出系统结构与运行机制

在MOS协议提出之前, 源自不同厂商的媒体对象通过不同数据传输协议相互通信, 对串联单等重要媒体对象的信息描述方法也不完全一致, 因此, 不同厂商的设备难以直接添加到系统中使用, 系统的扩展性相对较弱。MOS协议的引入为新闻播出系统的发展注入了活力, 为实现不同品牌媒体对象的协调运行提供了功能丰富的系统扩展接口。在全球信息产业一体化背景下, 是否支持MOS协议成为判断新闻播出系统及其相关设备是否达到国际领先水平的重要标志。其中, AP公司的ENPS (Essential News Production System) , 作为首个符合MOS协议标准的新闻播出系统, 得到了包括BBC及CCTV等国际一线电视台的广泛采用[8]。现以中央电视台海外频道的ENPS新闻播出系统为例, 分析基于MOS协议的新闻播出系统构成与运行机制。

3.1 系统结构

如图4所示, 基于MOS协议新闻播出系统可以从逻辑构成和系统拓扑结构两方面进行分析。

3.1.1 逻辑构成

新闻计算机系统 (NCS) :用于新闻故事 (story) 的制作和文稿系统串联单的生成与管理, 一般由多个计算机用户终端组成, 是新闻记者及编辑人员进行新闻故事后期制作和串联单审核、内容修改与播放顺序调整的计算机集群应用系统, 国内电视台普遍采用索贝、中科大洋和捷成的NCS系统。

媒体对象服务器 (MOS) :实现新闻文稿系统及视频信息的存储、共享与播出, 一般由媒资服务器、播控系统及演播室提词器等设备构成。此类设备不但需要满足传统的视音频信号的接收和处理功能, 还要符合MOS协议要求, 根据接收到的MOS网关消息命令执行相应操作或提供视音频服务。

MOS网关及新闻发布平台:MOS网关实现NCS和MOS之间的通信, 是整个新闻播出系统信息交换的中转站, 统一管理新闻播出系统中所有对象服务器的名称地址信息和MOS消息队列。新闻发布平台为新闻记者随时随地将新闻发布到电视台新闻节目或新闻网站提供了开放接口, 是移动网络技术在新闻媒体领域的应用发展, 能够大大提高新闻的实时性。目前, AP公司的ENPS系统和AVID公司INEWS系统已得到全球范围内新闻行业的应用和认可, 而国内的索贝和大洋等公司对MOS协议支持方面正日趋完善。其中, 索贝与ENPS系统已达成长期合作关系, 其自主开发的MOS网关及文稿系统已成功应用于国内电视台的新闻直播中。

3.1.2 系统拓扑结构

新闻播出系统主要由新闻制作系统、媒资存储系统、演播室播出系统和文稿系统构成[9]。以下对各子系统的功能进行描述。

索贝新闻制作系统与媒资存储系统:提供新闻媒体资源的采集、编辑、存储和播出等服务。索贝作为国内广播电视行业软件开发及系统集成的领军企业, 具有先进的收录及转码系统、稳定安全的系统构造和先进的中间件软件结构等优点, 在新闻节目的制播方面拥有较大的技术优势, 在MOS协议兼容性方面也日益完善[10]。央视海外频道的建设与应用是其与ENPS的文稿系统展开的首次合作, 为推动MOS协议在国内媒体行业发展与应用作出了有益尝试。

ENPS新闻文稿系统:主要由MOS网关、新闻发布平台和串联单管理模块组成, 是整个播出系统的命令控制单元, 完成新闻采集和串联单的编排及同步工作。记者通过智能手机或移动PC等网络设备将采访的文稿及视频信息输入至ENPS新闻系统, 新闻主编通过串联单管理客户端对发回的新闻文稿进行在线审核, 并将审核后的串联单内容同步到相关的媒体对象服务器, 各媒体对象服务器自动根据串联单调整播放顺序或内容, 实现新闻播出内容的实时更新。

演播室播出系统:由演播室和播控系统构成。演播室负责视音频信号的采集和播出内容的提示。其中, 提词器等支持MOS协议的媒体对象服务器能够对串联单内容进行同步显示, 并根据MOS网关消息执行相应的控制命令, 实现新闻插播或顺序调整等播出需求。播控系统能够根据串联单内容提供播出服务, 自动或半自动完成演播室信号和视频服务器媒体资源的切换工作, 提高新闻播出的自动化程度, 从而减轻新闻制播过程中导播人员的工作强度。

由上述结构分析可见, 基于MOS协议的新闻播出系统由来自不同厂商的NCS和MOS子系统整合而成, 多个子系统在MOS协议下协调运转, 突破了以单一系统为主导的传统结构模式。

3.2 运行机制

在传统新闻类节目制作流程中, 新闻节目的选题、采访、撰稿、审核和视频制作过程相对独立, 文稿和视频资源的管理及播出控制也相对分散[11]。随着文稿系统的快速发展和应用, 新闻主编能够快速完成串联单编排和文稿审核等工作。基于MOS协议的新闻播出系统在文稿系统的基础上集成了新闻资源的采集和编播等功能, 其运行机制符合工作流引擎技术要求, 能够完全满足现有新闻制作流程各步骤需求。工作流 (Workflow) 是指一系列相互衔接、自动进行的业务活动或任务[11]。由于系统由不同厂商的子系统构成, 其协调运行主要依靠两种MOS信息交换:1) 媒体对象服务器的状态信息交换:将服务器的运行状态和资源列表反馈至MOS网关, 供其他应用程序查询引用。2) 串联单信息同步:将串联单的内容或修改命令经MOS网关发送至关联资源所在的媒体对象服务器, 实现各系统间的信息同步。

3.2.1 系统调试

首先, 按照基础对象工作流 (Basic Object Workflow) 对所有设备进行基础连接调试, 步骤如下:

1) 通过MOS网关对新闻播出系统中所有的NCS设备和MOS设备进行统一命名和网络地址分配。例如, 新闻频道有多个演播室和新闻制作室, 每个演播室又配备了多台提词器MOS设备, 可以将5号演播室的1号提词器命名为Hinac.Studio05prompter1, 并将其作为该提词器的mos ID, 其命名方法一般参照图5所示格式。

2) 按照MOS网关分配的名称和网络地址信息对所有MOS设备进行配置, 实现系统配置信息的同步。

3) 通过MOS网关向所有MOS设备发送心跳测试消息 (heartbeat) , MOS设备收到该消息后发送应答消息 (mos Ack) 以确认设备运行状态。MOS设备也可以间歇向MOS网关发送设备描述信息 (mos Obj) 确认自身状态。

第二, 按照基础串联单及资源列表工作流 (Basic Running Order/Content List Workflow) 对子系统设备进行功能性调试。如图6所示, 当新闻主编通过ENPS的串联单管理程序查询可用文稿和视频资源时, MOS网关向索贝的媒资服务器发送资源查询请求 (mos Req A-ll) 。媒资服务器收到请求后, 将所含资源列表填入应答消息 (mos Ack) 并回发至MOS网关。新闻主编可以根据此类列表建立串联单, 并通过串联单创建消息 (roCreate) 将串联单内容同步至媒资系统和演播室提词器系统等MOS设备。MOS设备按照串联单设置的运行起止时间自动或半自动运行, 对正常新闻播出过程进行模拟。当需要对新闻播报顺序及内容进行调整时, 新闻导播可直接对串联单进行操作, MOS网关会通过修改消息 (ro Element Action) , 自动将调整结果同步至相关MOS设备, 实现新闻插播等功能。

至此, 通过基础调试的播出系统已经能够满足一般新闻播出需要。

3.2.2 系统运行实例

中央电视台位于美国华盛顿和南非的新闻播出系统是索贝与ENPS的新闻系统的首次合作, 其开发应用得到了MOS协议创建团队的大力支持和协助, 对MOS协议在国内媒体技术行业的进一步应用具有重要意义。基于MOS协议的新闻播出系统较为符合国外媒体从业人员的工作习惯和工作环境, 一般工作流程如下。

1) 生成媒体对象数据

记者到达新闻现场后, 通过平板PC等移动网络设备登录ENPS新闻发布平台将撰写好的文稿与新闻素材上传至ENPS新闻播出网络, 编辑人员通过索贝的非线编工作站对记者现场发回的新闻素材进行后期制作, 并将制作完毕的新闻故事上传到媒资系统服务器, 以备ENPS系统查询引用。

2) 生成并同步串联单

新闻主编通过ENPS系统查询可用的媒体对象服务器, 并对其包含的文稿和视频等对象进行引用, 生成新闻串联单, 并通过串联单创建消息将串联单同步至视频服务器和提词器等MOS设备。MOS设备按照串联单内容检测被引用的MOS对象或对象操作是否可用, 并向MOS网关返回对象服务器状态。

3) MOS设备依照串联单执行并实时联动

新闻节目开播后, 所有MOS设备依照串联单内容自动运行, 为新闻播出提供视频音频服务或文稿显示等服务。同时, 为适应主持人播报时长控制和新闻插播等需要, 新闻导播可以随时调整串联单的故事内容和播放顺序, 并快速将修改操作结果同步至MOS设备, 实现新闻播报过程相关设备的信息联动。

综上所述, 基于MOS协议的新闻播出系统通过MOS网关消息的交换与执行实现NCS与MOS之间的通信与媒体播放控制, 利用基于MOS协议的串联单管理实现新闻播出系统的联动播出。

4 小结

MOS通信协议定义了MOS对象操作和串联单操作等相关消息的格式及工作流, 具有跨平台、可靠和易扩展等特性, 为新闻播出系统中多系统通信和集成应用提供了统一的协议平台。从央视海外频道ENPS新闻系统与索贝新闻制播系统的集成应用来看, 基于MOS协议的新闻播出系统运行状况稳定, 顺利完成了多个重要新闻直播任务, 其结构上的松耦合性使其具有较强的扩展性和应用灵活性, 代表了新闻播出系统未来发展的主要趋势。

参考文献

[1]李平, 张少波.3G新闻移动直播系统及应用初探[J].广播与电视技术, 2010 (12) :70-73.

[2]北京中科大洋科技发展股份有限公司.音视频新闻稿件结构探析[EB/OL].[2013-11-15].http://www.dayang.com.cn/Technologycorridor/technology/2012-06-14/1509.html.

[3]吴佳俊, 何伟.新闻共享平台文稿交互问题的研究[J].电视工程, 2011 (3) :15-17.

[4]何伟, 陈晓芸, 陈子建.MOS协议在新闻直播系统中的应用[C]//中国新闻技术工作者联合会2008年学术年会论文集.南昌:中国新闻技术工作者联合会, 2008:292-298.

[5]蔡常军.基于MOS协议的新闻制播系统联动方案设计与实现[D].北京:北京邮电大学, 2011.

[6]卢英锁.数字电视中心新闻演播室播出系统[J].现代电视技术, 2012 (2) :48-51.

[7]MOS Protocol version 3.8.4[EB/OL].[2013-11-15].http://www.mosprotocol.com.

[8]AP Corporation.Introducing ENPS[EB/OL].[2013-11-15].http://www.enps.com.

[9]卢英锁.数字电视中心新闻制播网络系统的设计方案[J].电视技术, 2011, 35 (4) :21-25.

[10]成都索贝数码科技股份有限公司.上海SMG第一财经网络化建设项目[EB/OL].[2013-10-20].http://www.sobey.com/html/case/sobeynet/show_2482.html.

[11]卢英锁.数字电视中心总编室编播网络系统[J].电视技术, 2010, 34 (2) :61-64.

针对城区MOS优化的研究 篇2

关键词：MOS值,影响因素,覆盖,切换,编码方式

中国移动为了更好的掌握GSM网话音质量的变化, 提高端对端网络质量的维护能力, 将MOS值考核作为网络考核重要的一环纳入到日常维护中。

1 MOS值评分原理

MOS (Mean Opinion Score) 评分采用ITU-T P.862建议书提供的PESQ (Perceptual Evalution of Speech Quality) 方法, 由专门的仪器 (如Agilent的VQT测试仪) 或软件进行测试。

MOS测试是一种主观测试方法, 将用户接听和感知语音质量的行为进行调研和量化, 由不同的调查用户分别对原始标准语音和经过无线网传播后的衰退声音进行主观感受对比, 评出MOS分值。, 分为优良中差劣五档, 分值从5分至1分。

MOS值作为基于客户感知的一项语音通话质量评估方法, 在网络优化中越来越重要, 中国移动通信集团考核要求, MOS指标作为重点指标进行考核, 指标要求90%以上通话MOS值达到3.0以上。

2 优化思路

2.1 影响MOS值的因素

空口质量的影响:对误帧率与MOS值的相关性最大。

切换的影响:在GSM系统中, 频繁的切换必然会导致MOS值的下降。

编码方式的影响:HR的采用, 在提升系统容量的同时, 也带来了MOS值下降的问题。

2.2 MOS值优化思路

基于以上对MOS值影响因素的分析, 在本次优化专题中, 我们主要通过覆盖优化改善空口环境, 切换优化减少无效切换, 编码方式优化三方面来提升市区MOS值。

3 覆盖优化分析

网优工作作为整个网络周期中的一环, 扮演着非常重要的角色。无论对于整个网络的良好运行, 还是对于技术能力的提高, 其重要性无可替代。

3.1 无线环境对MOS的影响

对于无线通信来说, 对传输质量影响较大的是空口部分。不断变化的无线环境可能导致FER的不断变化。从测试情况来看, C/I的变化对MOS的影响很大。C/I<10时, 不同编码方式的语音MOS值都呈现出快速下降的趋势。

3.2 覆盖优化方案

1) 越区覆盖调整

基于路测方面, 越区覆盖容易导致过远占用后邻区丢失形成孤岛, 引起掉话;同时远距离占用后一般会导致C/I下降, 切换混乱, 影响测试语音质量及MOS值下降。对于现网存在的越区覆盖小区, 我们通过对BCCH频点的扫频测试 (因BCCH不参与功控) , 发现了一些小区存在严重越区覆盖, 并通过小区天线下压的方式, 对越区覆盖进行控制。

2) 上行干扰排查

上行BAND值的高低与MOS值有一定的相关性。

一般导致上行干扰的原因有以下几个方面:天线质量问题导致的三阶互调干扰, 造成了上行底噪过高;部分路段的可用信号过多, 抬升了系统底噪;外部系统干扰带来的底噪过高。

4 切换优化分析

4.1 切换对MOS的影响

由于GSM系统为硬切换, 从源信道切换到目标信道必然存在Abis接口和Um接口的语音帧丢失, 从而导致MOS值的下降。切换对MOS的影响是以切换次数来决定的, 与切换成功率无关。

1) 不同切换类型对MOS的影响:小区间切换对MOS的影响要大于小区内切换;

2) MOS采样区间内切换对MOS的影响:在15S的MOS采样区间内, EFR方式下第一次切换平均MOS值下降0.5, HR方式下第一次切换平均MOS值下降0.3;

在无线覆盖良好时, EFR方式下一个MOS采样区间内触发2~3次切换MOS值能维持在3.0以上, 但HR方式下弱触发一次切换MOS值就将低于3.0, 也就是说HR状态下更需要限制切换。

4.2 邻接关系优化

1) 缺失邻区的补充

为了保证运动着的MS通话的连续性和通话质量, 每个小区应当添加必要的邻区关系。从地理位置上看, 一般每个小区与它周围一层的小区存在较大的覆盖重叠区域, 当MS在服务小区覆盖边缘区域时, 此时邻近小区的信号有可能很强, 发生小区之间切换的概率较大, 所以一层的邻区一般情况下要添加为必要的邻区关系。缺失邻区的核查主要对地理信息中与周围第一层以及同站小区进行检查。

2) 冗余邻区的删除

冗余邻区过多一方面会导致终端测量精度的下降, 造成误切换, 另一方面会导致无效切换的产生, 从而影响MOS值。本次冗余邻区的核查采取尽量谨慎的方式, 结合了地理信息、切换报告和现网邻区数量三方面的数据, 以取交集的方式界定冗余邻区。

冗余邻区定义原则:

1) 无主控区域优化

在DT测试无主覆盖区域, 经常会出现几个电平邻近的小区之间存在频繁切换的情况, 并且容易切换到质量较差小区, 使路测语音质量及MOS严重恶化。

我们可以在这一系列小区中寻找相对最佳小区, 通过调整下行功控、邻区的HO_MARGIN及电平切换窗口等参数达到实现一两个最佳小区实现主覆盖的目的。

2) 外层邻区HO_MARGIN调整

主要是通过加大城区较远小区之间的HO_MARGIN, 适当降低一些远距离小区之间的切换, 目前HO_MARGIN一般设置为5, 可将服务小区外围第二层小区之间的HO_MARGIN值调整至8, 第一层小区保持HO_MARGIN为5不变。

3) PBGT_LIMIT功能

PBGT_LIMIT是进行PBGT切换的限制门限, 当服务小区电平低于这个值, 才可以进行PBGT切换。该参数系统参数名为RXLEV_LIMIT_PBGT_HO, 默认设置值为-47dBm。

随着网络覆盖成熟, 城区重叠覆盖情况较多, 因此会出现大量的高电平之间的无效切换, PBGT切换限制门限可以制约这部分无效切换, 从而达到较少路测切换提升测试MOS值的目的。

5 编码方式优化

5.1 编码方式与MOS的关系

在相同的无线环境下, 不同的语音编码机制, 其MOS值也有较大的差异。

5.2 不同编码方式策略差异

通过试验, 我们发现TFO在全速率情况下对MOS提升效果较好;半速率情况下, TFO对MOS的提升不如AMR效果好。

5.3 AMR-HR应用

AMR可以根据信道传输状况优化编码类型, 提供更好的话音质量。AMR FR/HR都有一系列的编码类型, BTS和MS根据信道状况决定使用哪种最佳的编码类型。

在高误码率 (BER) 的情况下, 更多的bit用来做冗余校验;在传输情况较好的情况下, 更多的bit用来传送话音。

AMR功能使C/I差或是弱覆盖的区域用户的语音质量提升, 采用AMR HR (自适应半速率) 在增加容量的同时, 保证信道和话音的质量, 避免半速率对话音质量的影响。

在无线环境条件较差时, AMR半速率会自动转化为AMR全速率, 避免半速率对话音质量的影响和网络指标 (掉话率) 的影响。

从以上对比曲线来看, 在相同的C/I无线环境下, AMR HR可以获得与FR相当的MOS质量。

5.4 半速率优化

半速率的转换一般按是根据Load_EV_Perio周期进行负荷评估, 若此时负荷高于THR_FR_LOAD_U_SV1, 则全速率载频转换为半速率载频使用;若低于THR_FR_LOAD_L_SV1, 则半速率载频转换为全速率载频使用。

而THR_FR_LOAD_U_SV1与HIGH_TRAFFIC_LOAD_GPRS的大小关系则决定是优先启动半速率, 还是优先释放PDCH供语音使用。

需要说明的是, 转换后需要等原有的占用释放 (用户切出或挂机) 后, 新的占用才会使用新编码速率。

半速率优化的主要集中点建立在对网络影响最低的前提下, 如何有效的降低半速率占比, 针对半速率占比可以进行以下优化:

1) 提高全半转换门限, 即提高THR_FR_LOAD_U_SV1和THR_FR_LOAD_L_SV1设置, 但是由于对于一些话务波动大的小区可以导致拥塞出现;

2) 缩短评估周期:加快负荷评估速度, 及时释放PDCH或启动全半间的转换;

3) 及时进行容量调整:对市区进行拆闲补忙, 减少DR载频配置。

5.5 TFO技术使用

在常规的通话过程中, 一般会经过两次TC编解码, 分别为主叫方所在TC的编解码和被叫方所在TC的编解码。两次编解码会对语音质量产生负面影响。

TFO (Tandem Free Operation) 技术, 即去编码级联操作, 当端到端两边的用户采用相同的编码速率时, 可以将传输过程中的一次编解码省去。

由于采用TFO技术, 可以减少一次编解码过程, 能够有效的减少编解码过程中造成的FER。

强制手机使用某种速率, 并通过CQT测试在不同速率下, TFO与AMR同时开启与单独开启时的MOS对比情况, 确认TFO与AMR同时开启的效果。

CQT时间不小于30min, 且固定在一个小区, C/I始终稳定的大于20。

从CQT结果来看, TFO开启后对不同编码方式及速率下MOS值均有提升, 尤其是对FR和HR下的提升十分明显, 由于发现FR和HR开启TFO后测试变化较大, 对这几组测试进行了反复多次测试, 经验证, 测试结果稳定。从CQT测试的均值情况来看, TFO平均能提升MOS达0.2左右。

6 结论

在目前激烈的市场竞争环境下, 不仅需要提供完善的覆盖, 还要不断提高用户语音质量, 才能得到用户的认可。

MOS值评分是较为贴近用户语音质量的评价体系, 已越来越为各运营商重视。

提高MOS值评分, 需要从覆盖、切换等方面夯实网络基础, 同时结合容量策略、服务策略, 酌情使用新的编码控制技术, 以最大限度的提高城区网络的用户服务质量。

参考文献

[1]董超, 杜超.移动通信网络MOS优化方案.

MOS沃尔曼电路的改进和应用 篇3

所谓沃尔曼电路,就是将场效应管纵向堆积起来,将下面器件的漏极与上面器件的源极连接起来,将上面器件的栅极交流接地,这样连接的场效应管看作一个器件、并以源极接地来使用的电路[1]。

沃尔曼电路因为能够大大提高放大电路的增益,以及无需增加额外的电流消耗级就可得到高性能的镜像电流源,从而得到广泛的应用。为了减小在动态损耗,管子最好工作于临界饱和的区域,所以沃尔曼电路管子的偏置电压很重要。

随着场效应管技术的进步,大规模集成电路的特征尺寸越来越小,但是即使在低电压的情况下也会带来沟道长度调制效应和载流子的倍增效应等诸多问题,而最大直流电压增益的减小会直接影响总的放大电路的增益。用最小特征尺寸场效应管实现的沃尔曼电路可以同时实现输入/输出高隔离,高输出电阻,宽频带,高直流电压增益和良好的频率响应等特征。镜像电流源任何时候它的输出电流仅仅取决于输入电流,而与输出端的电压无关。输入电流与输出电流的比例取决于场效应管的尺寸比例[2,3]。电流源电路经常用于模拟电路中,为各级放大电路提供合适的静态电流,或者作为有源负载取代高阻值的电阻,从而提高放大电路的放大能力。

1 常规的MOS沃尔曼电路

常规的MOS沃尔曼电路如图1所示,场效应管T3相当于一个放大器,其引入的负反馈稳定输出端场效应管T2偏置电压。为了达到稳定效果,必须让管子工作于合适的区域,T1管开始工作于可变电阻区,电路没有调节功能;进入饱和区后,当输出电压接近0.5 V时,T3管开始起调节作用[4]。即使T2进入可变电阻区依然有调节作用,但是输出信号的动态范围变大。

2 改进的MOS沃尔曼电路

2.1 电路设计

改进的MOS沃尔曼电路如图2所示,与普通的沃尔曼电路相比,该电路中的场效应管工作于临界饱和区。两个电路的区别在于:

该电路中的T2管作为输入,输出从T1管的漏极取出,T3管由于栅极和漏极短接而一直工作于饱和区,T3和T1有一个共同的栅极,它们的栅源电压相等,如果它们的元件尺寸一致,那么流过两个场效应管的电流相等:

式中:β是场效应管的导电性系数,β=KP(W L),(W L)表示场效应管沟道宽度和长度之比;KP称为工艺参数,与工艺技术有关。

假设电路中的管子尺寸完全一样,那么输出电流满足以下式:

式中:λ是漏源电压增加所引起的沟道长度调制系数。T2堆叠在T1的上面,这种输出结构提高了电路的输出电阻,从而避免了沟道长度调制效应。

从电路中可以看出来,因为VDS1和VDS2一直大于VGS1和VGS2,所以T1和T2管一直工作于饱和区。

2.2 仿真与比较

为了更好地比较两个电路的性能,仿真时所有管子的技术参数完全一样,如表1所示。

两个电路的输出电压范围都是0~4 V,VDD为5 V,VSS接地,输出电流曲线如图3所示。

可以看出,所设计的沃尔曼电路达到了减小调节阈值电压的目的。常规沃尔曼电路开始调节的门槛电压接近0.5 V,而改进的沃尔曼电路几乎从一开始就开始调节,调节电压接近0 V。

3 用改进的MOS沃尔曼电路设计的镜像电流源

电流源的电路特点是输出电流稳定,输出交流电阻大。电流源电路经常用于模拟电路中,为各级放大电路提供合适的静态电流,或者作为有源负载取代高阻值的电阻,从而提高放大电路的放大能力[6,7]。

用改进的沃尔曼电路设计的镜像电流源如图4所示。

当输入电压为0~5 V变化时输出电流与输入电流的关系如图5所示,可以看得出该电路是一个性能良好的电流源。该电路无论是正电源还是负电源情况下性能都很良好。

4 结语

从仿真结果可以看出,动态范围不变的情况下,改进的沃尔曼电路开始调节的阈值电压减小了。用改进的沃尔曼电路设计的镜像电流源当是一个性能良好的电流源。改进的沃尔曼电路可以用来实现镜像电流源电路和电压放大电路从而获得较好的性能。

摘要：沃尔曼电路具有较大输出电阻和较小的反馈电容效应,经常在模拟电路中代替场效应管从而得到高性能的电路。首先对常规的沃尔曼电路进行了分析和介绍,然后给出了改进的沃尔曼电路。改进的沃尔曼电路和常规的沃尔曼电路相比,开始调节的阈值电压显著减小。用Multisim对电路进行了仿真,可以看出达到了目的。最后给出了用改进的沃尔曼电路实现的镜像电流源电路。

关键词：沃尔曼电路,MOS管,阈值电压,镜像电流源

参考文献

[1]RAZAVI B.Design of analog CMOS IC[M].[S.l.]:McGrawHill,2001.

[2]WANG Dong-hui.CMOS bandgap reference with low supplyvoltage[J].Chinese Journal of Electron Devices,2005,28(4):806-808.

[3]ZHANG Duo-yun.Design of low supply voltage bandgap volt age reference with novel bias circuit[J].CJED,2006,29:169-171.

[4]YEONAM Yun,HEE-SAUK Jhon,JONGWOOK Jeon,et al.Small-signal modeling of MOSFET cascode with merged diffu sion[J].Solid-State Electronics,2009(53):520-525.

[5]铃木雅臣.晶体管电路设计[M].北京:科学出版社,2004.

[6]SARAO J,WANG Z J,WU Y L,et al.An improved regulatedcascode current mirror[J].Solid-State Electronics,2002(46):307-312.

[7]任美辉,赵玉梅,梁原华.镜像电流源原理及其应用电路[J].电测与仪表,2006(4):34-36.

[8]蔡宪承.基于Multisim的时序逻辑电路设计与仿真[J].电子科技,2010(12):12-13.

MOS协议 篇4

GSM网络的最主要最基本的业务目前仍然是语音业务。随着运营商之间的竞争日趋激烈, 用户对于网络的整体语音服务质量的要求不断提高, 语音质量的好坏直接影响着用户对于运营商的选择, 语音网络质量已成为运营商之间竞争的最主要因素。

衡水移动市区网格测试MOS值成为最为关注的指标之一, 提升MOS值成为当前首要任务, 也是最难的指标之一。现通过测试验证上行功控对MOS值的影响。

2 中兴设备的功控判决示意图如下

根据以上功控判决可知:在高电平质量处于高低质量门限之间时, 将会进行功率降低的控制, 功率控制在一定程度上是起作用的, 只是对质量的影响可能存在两面性, 这取决于系统的底噪或者功控电平的上下门限值的设置。如果底噪过大, 会起到较好的作用, 而如果底噪过小, 会起到相反的作用。在开启功控时, 如果功控参数设置不当, 反而会起到与预期的提高质量相反的作用。此时需要对相应的功控参数进行优化调整以改善功控的效果。

3 中兴设备上行功控参数建议值

依据现场对功控参数反复试验给出一套较好的推荐参数。

4 效果验证

4.1 CQT测试结果

小结:从测试结果中可以看出采用推荐的上行功控参数都提升MOS值0.04以上, MOS 3.0以上占比也有明显提升。

4.2 DT测试结果

小结:从测试结果中可以看出采用推荐上行功控参数MOS3.0以上占比明显高于其他两种场景测试值, MOS均值也有所提高。

5 结语

通过原网上行功控参数、关闭上行功控、推荐上行功控参数, 在CQT、DT场景下测试, 数据显示采用推荐上行功控参数测试MOS值3.0以上占比明显高于关闭上行功控和原网上行功控参数测试值。

摘要：主要是结合中兴设备自身的功能特点, 对上行功率控制对MOS值的影响进行分析总结。

关键词：功控,干扰,MOS

参考文献

[1]张威.GSM网络优化――原理与工程[M].人民邮电出版社, 2003, 10

MOS协议 篇5

功率MOS管又称功率场效应晶体管, 是电压控制型器件。主要特点是电压控制, 驱动功率小, 输入阻抗高, 功率增益高, 开关的速度快, 开关时间由寄生电容决定, 因此其应用广泛。H电桥电路是电动机正转/逆转驱动电路结构中最为常见的一种形式, 只用一个电源和四个开关的不同搭配来控制电机的各种工作形式[1]。

将H电桥电路中的开关用功率MOS管代替, 构成MOSFET H电桥电路 (如图1所示) 。

H电桥中得S1和S3用P沟MOSFET源极接地型开关电路代替, S2和S4用N沟MOSFET源极接地型开关电路代替。

由于P沟MOSFET管品种少及性能相比N沟器件差, 下文中S1~S4均采用N沟MO SFET。

2 H电桥电动机驱动电路

拟控制的电动机是15V/1A的小型DC电动机。电动机的驱动模式设定为由两个控制信号控制的4种模式。

图2是电路框图。控制电路是由两个0V/5V的逻辑信号分别控制H电桥各开关形成4种驱动模式的部分。电源电路是为了驱动N沟MOSFET开关的电源部分, 是DC-DC变换器升压电路。

2.1 DC-DC变换器升压电路

由于N沟MOSFET源极跟随器型开关电路需要栅极电位比源极电位高出3.5V才能够完全导通, 所以实际电路中需要另外一个VCC+3.5V的电源。构造该电源电路的特点就是在内部制作了一个比H电桥电源电压高的电源VD, 使电路更加简洁清晰。

其原理图如图3所示。电路通过SW把直流变换为交流, 通过把交流成分加载在VCC上整流得到平滑的高电压。

其中SW开关使用的是施密特触发变换器的方波振荡电路, 得到占空比约50%的方波, 在这里不作详细介绍。

如图3所示, 得出的新电源VD=VCC+VDD-2VF。

2.2 控制电路

图4是实际的控制电路。MOSFET的栅极是由NPN晶体管的发射极接地型开关电路驱动。如果这个驱动电路的电源是V CC+3.5V, 就可以使Tr1和Tr3完全导通。

发射极接地开关从逻辑上可认为是倒相器。所以在驱动Tr2和Tr4的电路中, 组合倒相器使逻辑一致。

驱动Tr1和Tr3的电路是把两个发射极接地性开关电路的集电极与集电极连接进行NOR运算[2]。这样, 只有两个晶体管都截止时输出才为H。

控制电路的逻辑如图5所示。

2.3 同时采用P沟和N沟MOSFET的电路

如第一部分介绍时所述, Tr1和Tr3采用P沟MOSFET源极接地型开关电路时, 驱动电压就没必要高于电源电压, 这样电路就会变得稍微简单。

但是N沟FET和P沟FET器件导通时所需的驱动电压极性相反, 电动机的驱动电路就与图4的构成有所不同。为了Tr1和Tr3的栅极驱动电压, 必须进行NAND运算 (图4电路中进行的是NO R运算) 。当两个晶体管都导通 (即两个输入均为H电平) 时, 输出才为L电平。具体控制电路如图6所示。

3 结语

该控制电路通过合理的选择MOSFET种类及相应导通电压, 根据不同MOSFET开关电路设计不同的控制逻辑及电路, 使得MOS管具有良好的开关特性, 也使得电路非常简单、实用和可靠[3]。

摘要：由MOSFET开关组成的H电桥电路是电动机驱动电路的重要形式之一。本文阐述了该驱动电路的各个组成部分及相应功能, 通过对实际控制电路各部分的具体分析, 从电路内部详细研究了MOS电动机驱动电路。

关键词：电动舵机,功率MOS,驱动电路

参考文献

[1]马瑞卿, 刘卫国.自举式IR2110集成驱动电路的特殊应用[J].电力电子技术, 2000 (1) .

[2]逄海萍.IR2111和IR2130在PWM直流伺服系统中的应用[J].电气传动自动化, 2001 (3) .

MOS协议 篇6

随着MOS管栅长减小,沟道中由栅压控制的电荷变少,导致器件栅控能力下降低,表现为器件阈值电压向负方向移动等一系列短沟道效应(SCE)[1]。沟道源漏的耗尽区深入到栅的下方,使PN结势垒高度降低。源区载流子不受栅压的控制进入漏区,当漏端部分电力线可以直接到达源区,造成源区电子发射,导致源-衬势垒降低称为漏致势垒降低(DIBL)[2]。另一方面,随着特征尺寸不断地减小,沟道的横向电场不断增大,部分载流子注入栅氧化层造成损伤,或与硅原子碰撞形成雪崩热载流子造成沟道电流成倍增长,称之为热载流子效应[3]。这些负面效应都对器件特性产生不利影响。一般来说,短沟道效应会受到栅氧化层厚度,源漏掺杂浓度及结深,衬底浓度等多个因素的共同影响。如何抑制、降低短沟道效应对器件特性的影响是纳米器件的一个重要的研究课题。

计算机辅助设计TCAD(Technology Computer Aided Design)是借助于计算机迅速准确完成设计任务,主要以半导体工艺以及器件模拟工具作为平台,世界上商用的TCAD工具主要有Silvaco公司的Athena和Atlas,Synopsys公司的TSupprem和Medici以及ISE公司(现被Synopsys公司收购)的Dios和Dessis。由于计算机运算速度快,存储量大等特点,适合复杂模型的数值运算,TCAD与电子设计自动化EDA(Electronic Design Automation)一起成为超大规模集成电路与器件设计的必然趋势。基于上述原因,本文使用ISE TCAD软件对32nm MOS器件的特性进行了仿真研究并对结果进行了分析讨论,以期为小尺寸器件的设计提供一定参考。

1 器件结构和仿真模型

1.1 器件结构

本文对N沟增强型MOS器件的特性进行了仿真与分析。图1所示为仿真用器件的结构示意图,其中器件衬底掺杂浓度为2×1017cm-3,源漏离子注入峰值杂质浓度为1×1019cm-3,结深为0.2μm。器件栅长设计为32nm和0.18μm以便进行对比分析,栅氧化层厚度设计为50nm、25 nm、10 nm、5 nm几个不同的厚度以表征不同栅氧厚度下的器件特性。

1.2 物理模型

1.2.1 迁移率模型

迁移率(mobility)是一个重要参数,对器件的特性起着至关重要的作用。低场迁移率采用器件仿真中常用的经验模型:

其中,ND+为电离施主浓度,μmax、μmin、Nref、α为拟合参数,均为软件中默认值。

为了准确的描述器件在高幅值电压信号作用下的内部物理过程,除了考虑掺杂浓度和载流子散射对迁移率的影响外,还特别考虑了高电场对迁移率的影响。由高电场决定的迁移率模型采用Canali模型[4]:

式中μlow是低电场迁移率,其考虑掺杂浓度和载流子散射的影响,速度饱和模型由vsat=vsat0(T0/T)b决定,β是和温度有关的参数:β=β0(T/T0)b,T0=300 K,vsat0、β0、a和b的取值如表一中所列:

1.2.2 碰撞离化模型

电子空穴对的雪崩产生率G可表述为:

式中vn,p和αn,p分别是电子和空穴的漂移速度和电离率,根据Chynoweth定律[5]:

而γ又由下式给出:

式中E表示电场强度,hωop为光学声子能量,a、b为模型中的默认系数,其数值由van Overstraeten和de Man测量获得[6]。

1.2.3 载流子复合模型

复合主要通过禁带中缺陷能级对载流子的俘获来实现,因此,本文采用考虑与掺杂和温度相关SRH复合模型:

其中ED为缺陷能级,Ei为本征费米能级,ni为本征载流子浓度。电子和空穴寿命t为载流子寿命,是与掺杂和温度有关的参数[8,9]:

其中τmin、τmax、Nref(cm-3)和Tα为拟合参数,其数值列于表3中。

2 结果与分析

本文的仿真工作均使用ISE TCAD器件仿真软件完成。首先将第二节描述的器件结构相关的尺寸和掺杂参数输入软件中,并将第二节中所描述的物理模型及参数代入软件中,构建起完整的器件模型,再由软件中的DESSIS模拟器计算得到预期的结果。最后,将数值结果输入软件中的INSPECT可视化模块得到特性曲线。栅长为0.18μm的NMOS器件的输出特性曲线如图2所示,本文研究针对增强型器件,因此,当栅压为0V时,器件处于关断状态,漏极输出电流为0;当栅压为2V(大于器件的阈值电压)时,器件有一定的输出电流。在线性区,随着漏极电压的增大,输出电流逐渐增大,器件近似等效于电阻,对于不同的栅压,阻值不同;在饱和区内,随着栅压的不断增大,输出电流逐渐增大,呈现出栅电压对输出电流的控制作用。

图3为栅长32nm的NMOS器件的输出特性曲线,可以看到,当器件栅长减小到32nm时,在对应于长沟器件的饱和区内,漏极输出电流随着漏极电压的变化而变化的趋势依旧明显,器件难以进入“夹断区”。此时,器件的段沟道效应比较明显,器件在亚阈值区受到漏极电压的影响较长沟器件也更为明显。因此,短沟器件结构的改进和优化设计需考虑抑制此类负面效应。

器件尺寸等比例缩小能有效减小器件版图面积,提高系统的集成度,并且栅长的减小能提高器件的频率特性,使得电路与系统的运算速度更快。针对栅长32nm的MOS器件,研究了不同栅氧厚度下的输入特性,如图4所示。由图4所示结果可以看到,随着栅氧厚度由50nm减小至5nm,器件的阈值电压逐渐减小,这说明具有较薄栅氧的器件更容易开启,并且,随着栅氧变薄,器件的漏极输出电流逐渐增大,说明器件的导通电阻随着栅氧的减薄逐渐减小。由于器件的功率损耗正比于导通电阻与开启电压的乘积,因此,随着栅氧厚度的减小,器件的开态功耗得以进一步降低。

随着器件尺寸等比缩小,由栅氧化层厚度不断减小引起的可靠性问题也愈发显著。从图5所示的击穿特性的曲线可以看到,随着器件栅长的减小,器件的击穿电压,即曲线的拐点位置逐渐向左移,这主要是因为随着栅长的减小,栅电极的几何形状更倾向于一维化,栅电极边缘的电场分布更为密集,因此,短沟器件器件较长沟器件更容易发生击穿;对于32nm的MOS器件,随着栅氧化层厚度的减小,输出电流越大,但是相应地器件的击穿电压也随之降低,由于介质层的减薄,造成的漏电流也会相应增大,对器件可靠性造成负面影响。

3 结束语

本文使用ISE仿真软件针对32 nm NMOS器件研究了短沟道器件的特性。通过在仿真软件中建立合适的器件模型来模拟出器件的各项特性。对比分析了0.18μm NMOS和32 nm NMOS器件的输入、输出以及击穿特性,并讨论了栅氧厚度对器件特性的影响。结果表明,随着栅长减小,器件输出电流难以饱和;另一方面,对着栅氧厚度的减小,器件更容易开启,且导通电阻减小,开态功耗随之降低,但相对而言,更容易发生击穿。

参考文献

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[8]H.Goebel and K.Hoffmann,"Full dynamic power diode model including temperature behavior for use in circuit simulators,"in Proceed ings of 1992 International Symposium on Power Semiconductor Devices&ICs,(Tokyo),pp.130-135,1992.