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基于WiMAX接入下的软交换性能测试

2009/8/27/11:14

  WiMAX技术作为无线宽带城域网标准,在非视距传输及频谱利用效率方面较以前的3.5GHzMMDS产品具有较大优势。而作为下一代网络的核心之一,基于IP网络的软交换技术在综合业务接入、QoS等级保证方面也已经非常成熟,即将替代现有的PSTN设备。本文通过介绍几种不同WiMAX无线环境下接入软交换IAD性能测试的结果,为运营商“最后一公里”的综合业务接入提供一种灵活、便捷的解决方案。

  为实现各地提升城市形象、改善城市环境的目标,越来越多的通信、电力架空杆线等都将会入地,并且对于新城区、开发区等地方,在一开始规划时,都不会允许有架空杆线的存在,这对于基础电信运营商接入网的建设来说是一大难题。尤其是新进入的固网运营商,没有任何接入网资源,即使市政部门允许建设地下管道,其投资不但非常昂贵,而且是不可逆的。因此,各运营商都在寻找新的接入手段来替代有线接入,而新的接入手段必须满足方便、快捷、投资省的条件,才会被运营商们所接受。在WiMAX环境下,通过接入软交换IAD为用户提供语音及数据综合业务便是一个非常好的解决方案。

  网络拓扑图及测试环境

  

  网络拓扑结构如图所示

  在本次测试中,室外型CPE距WiMAX基站约2公里左右,可满足视距、非视距等不同的传输条件,IAD配置有一个RJ11和一个RJ45接口,可分别接入普通话机及数据终端设备,采用静态公网IP地址认证的方式(IAD可采用DHCP、静态IP、PPPoE等不同认证接入方式)。设置CPE上下行带宽各为2Mbit/s。

  当IAD用户与PSTN用户通信时,IAD用户通过WiMAX无线链路接入IP承载网,由媒体网关控制器(华为SOFT3000)控制,将媒体流送至综合媒体网关(华为UMG8900),UMG8900与PSTN程控交换机(华为CC08)之间具有直达电路,完成通信。

  IAD用户之间进行语音通信时则由媒体网关控制器(华为SOFT3000)控制,通过IP承载网完成通信。

  不同信号环境下的测试结果

  为达到最佳接入效果,WiMAX可根据不同的无线环境自动调节传输信号的调制方式。在信号条件较好的情况下(一般为纯视距传输或少部分遮挡),采用频谱利用率较高的QAM调制方式;在有部分遮挡时,采用QPSK调制方式;在完全遮挡,仅靠反射及折射方式传播时,使用BPSK调制方式。

  3CPE与基站之间遮挡严重,仅靠反射、折射等其它方式传播时,接收信号强度较弱,干扰较大,使用BPSK调制方式。

  测试结果显示,在CPE与基站之间有严重遮挡,采用BPSK调制方式时,无线侧的时延为46ms,较QAM调制时要增加不少,与QPSK调制时相差不多,此时基站接收信号强度为-90dBm,CPE接收信号强度为-85dBm,为不丢包时的最小值(接收信号强度一旦小于以上两个数据,并且CINR值小于6,将会产生丢包现象),并且下载速率已不能达到2Mbit/s,为1.2Mbit/s左右。此时单独进行语音通话时效果仍然良好,但在下载数据的同时进行通话效果较差。

  由于在BPSK调制方式下,基站及CPE的接收信号强度已经较弱,在天气发生变化时(阴天及下雨时信号衰落较大),其接收信号强度及CINR值将会下降很快,极有可能会造成丢包及时延过大等问题,从而影响通话质量。因此,在接入语音用户时,建议信号调制方式应尽量在QAM、QPSK下,CPE的接收信号强度要大于-81dBm,中心站的接收信号强度要大于-85dBm,CINR值要大于8。

  总结

  由于测试地点及环境较为固定,在实际应用中可能还会出现其它方面的一些问题,尤其是接入环境较差的条件下,接收信号强度及CINR值变会发生很大起伏。但从以上测试结果可以看出,由于采用了OFDM技术,在非视距传输及频谱利用率方面,WiMAX同其它的MMDS3.5GHz产品相比具有很大的优势,另外基于软交换的IAD在时延及带宽方面也具有良好的适应性,并且具有较强的QoS保证,因此WiMAX+软交换IAD非常适合有线进入较为困难且成本较高的开发区、中小企业园区等地区,为解决运营商的“最后一公里”接入问题提供了一种很好的解决方案。

  1CPE与基站之间视距传输,采用QAM调制方式

  测试结果显示,在CPE与基站之间纯视距传输并采用QAM调制方式时,无线侧的时延为29ms,无丢包。若不进行数据下载,通话效果良好,与普通的PSTN电话并无区别,单路语音所占的带宽为90kHz左右。在测速网站上一边下载数据(即时传输速率基本达到2Mbit/s),一边通话时,由于IAD采用了QOS优先级保证机制,语音效果较danchun通话时基本无异。

  此种环境下,中心站及CPE的接收信号强度一般为-78dBm以上,CINR值(载干比)一般在15以上。

  2CPE与基站之间有遮挡但不很严重,采用QPSK调制方式

  测试结果显示,在CPE与基站之间有遮挡但不很严重时,采用QPSK调制方式,由于部分信号要经过折射、反射才能到达基站及CPE,无线侧的时延为49ms,较QAM调制时要增加不少,但无丢包。此时通话效果仍然很良好,进行数据下载时仍能达到2Mbit/s,虽然在同时通话话音效果有些下降,但能接受。

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