流媒体世界专稿：四项音频编码并发性能测试报告

woodman| 本站原创| 2004-11-02

一、测试目的
检测以下四种编码音频的混音和语音编码性能，为实际使用提供试验依据。

二、测试环境

设备/软件	数量	说明
MCU服务器	1	P4 1.8G/256M/40G 工控机 IntelPro/100+ (82559)网卡
MCU服务器操作系统	1	Redhat Linux 8.0
TMC－MCU软件	1	MCU 模块(T-mcu)
PC机	3	一台安装NetMeeting的PC作为会议参与者，监听语音质量二台各安装模拟客户端tstClient的PC模拟大量的会议参加方
tstClien软件	2	模拟客户端软件，可以同时支持50路以上的话路
录制好的g711u、g723.1和gsm610的wav格式的音频文件		通过tstClient连续循环播放

三、语音编码器说明
g711u采用Sun Microsystems的开源代码；
gsm610采用Technische Universitaet Berlin的开源代码；
g723.1采用根据ＩＴＵ参考代码优化重写的代码，其执行效率提高约80%；
g729a采用根据ＩＴＵ参考代码优化重写的代码，其执行效率提高约40%；

四、测试方案

测试时间：
2004年10

测试内容：
l       使用g711u编码，进行多方会议，且各方同时发言；
l       使用g723.1编码，进行多方会议，且各方同时发言；
l       使用g723.1编码，进行多方会议，每个会议只有一个发言者，其他只听；
l       使用gsm610编码，进行多方会议，且各方同时发言；
l       使用gsm610编码，进行多方会议，每个会议只有一个发言者，其他只听。

测试环境：

图1 测试环境

说明：

1、
模拟客户端3上的NetMeeting和模拟客户端端2上的一个模拟用户加入会议999，会议999播放背景音乐，并且模拟客户不断发送语音数据，NetMeeting监听混合后的背景音乐和语音，
其本身也可以发言。

2、
实验显示当MCU的CPU利用率接近100%左右时（MCU进程以最高优先级运行于实时模式下），才会影响话音的连贯性，因此我们将92%作为CPU的最大可利用率。

3、模拟客户端1和模拟客户端2模拟大量的用户分别加入其它的会议，一般一个会议为5人或十人。

4、会议分为两种模式：
a) 全并发发言模式，会议所有的参与者不间断的并发发言和接收，以此模拟最苛刻的使用情况；
b) 单用户发言模式，每个会议中只有一个用户发言，其它处于只听状态，模拟最宽松的使用情况。

5、所有会议按照实际运行情况运行，即执行解码—>混音—>编码的标准过程；

6、由于受环境限制，本实验中模拟的客户端数量没有超过100方，超过100方的容量通过模拟外推方法得到。

五、测试结果

g711u

g711u	CPU % (Send and Recv)			CPU % (One Send and Others Recv only)
Client Count	Max	Min	Avg(5 min)	Max	Min	Avg(5 min)
1	0	0	0
10	0.9	0.5	0.7
20	1.3	1.1	1.2
40	6.3	6.1	6.2
60	7.3	7.5	7.4
80	8.7	9.1	8.9
100	10.1	10.3	10.2

表格 1 G711性能测试结果

图表 1 G711 全并发模式

说明：g711尽管占用带宽资源比较多(64kbps)，但其编解码开销非常少，因此实验中的MCU可以支持的并发用户数量非常大。从实测数据和拟合外推得到的结果，该MCU能支持的全并发用户数大于500。由于全并发情况下的容量已经非常巨大，因此g711u的单用户发言模式测试不再进行。

g723.1

g723.1	CPU % (Send and Recv)			CPU % (On Send and Four Recv)
CLIENT Count	Max	Min	Avg(5 min)	Max	Min	Avg(5 min)
1	3.1	3.3	3.2	3.1	3.3	3.2
2	5.3	6.1	5.7
3	6.5	6.7	6.6
5	11.6	13.0	12.3	3.3	3.3	3.3
10	26.8	28.2	27.0	6.5	6.7	6.6
15	40.4	42.0	41.7	9.7	10.2	10.0
20	52.4	55.2	53.8	13.2	13.6	13.4
25	67.7	69.1	68.9	19.4	19.6	19.5
28	76.4	77.6	77.0
30	82.0	82.8	82.4	23.1	24.1	23.6
32	89.9	91.5	90.7
35				29.1	29.3	29.2
40				32.2	32.6	32.4

表格 2 G723性能测试结果

图表 2 g723.1 全并发模式
说明：g723.1尽管占用带宽资源最省(6.4kbps)，但其编解码开销最大，因此实验中的MCU可以支持的并发用户数量有限。从实测数据得到的结果，该MCU能支持的全并发用户数约为32个。

图表 3 g723.1 每个会议只有一个发言者
说明：当每个会议只有一个发言者时，每个会议只进行二路的g723.1编码，（说话者一路，其它所有听众一路），所以CPU资源消耗相对较少。从实测数据和拟合外推得到的结果，该MCU能支持的并发用户数约为115个。

实际的应用情况应该界于两者之间，也即最大并发量位于32 — 100之间，根据使用模式以及客户端静音检测功能的性能而变化。

gsm610

gsm610	CPU % (Send and Recv)			CPU % (On Send and Others Recv)
CLIENT Count	Max	Min	Avg(5 min)	Max	Min	Avg(5 min)
1	0.1	0.0	0.1
10	5.1	5.5	5.3	0.3	0.1	0.2
20	17.4	18.9	18.7	4.3	4.7	4.5
30	28.8	31.2	30.0	6.1	6.3	6.2
40	40.7	42.0	41.4	6.5	6.9	6.7
50	51.6	54.4	53.0	10.0	11.6	10.8
60	65.8	66.9	66.3	11.6	12.0	11.8
80	89.4	90.2	89.6	15.6	15.8	15.7

表格 3 gsm610性能测试结果

图表 4 gsm610 全并发模式
说明：gsm610占用带宽资源（13kbps）和编解码开销比较均衡，因此实验中的MCU可以支持的并发用户数量比较大。从实测数据得到的结果，该MCU能支持的全并发用户数约为85个。

图表 5 gsm610 每个会议只有一个发言者
说明：当每个会议只有一个发言者时，每个会议只进行二路的gsm610编码，所以CPU资源消耗相对较少。从实测数据和拟合外推得到的结果，该MCU能支持的并发用户数约为450个。

实际的应用情况应该界于两者之间，也即最大并发量位于85 — 400之间，根据使用模式以及客户端静音检测功能的性能而变化。

测试结论

在P4 1.8G 单CPU的硬件条件下：

l       g711u编码能够支持超过500路同时发言，g711A的性能和g711u相同；
l       g723.1编码能支持的并发用户数量界于32 — 100之间，根据使用情况的不同有所变化；
l       gsm610编码能支持的并发用户数量界于85 — 400之间，根据使用情况的不同有所变化；
l       g729a的编码性能比g723.1约高80%左右，因此能支持的并发用户数量约界于50 —
160之间，但其语音效果不如g723.1，详细数据图表就不在本文档中给出了。