不同WiMAX無線環(huán)境下接入軟交換IAD性能測(cè)試

WiMAX技術(shù)作為無線寬帶城域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，在非視距傳輸及頻譜利用效率方面較以前的3.5GHzMMDS產(chǎn)品具有較大優(yōu)勢(shì)。而作為下一代網(wǎng)絡(luò)的核心之一，基于IP網(wǎng)絡(luò)的軟交換技術(shù)在綜合業(yè)務(wù)接入、QoS等級(jí)保證方面也已經(jīng)非常成熟，即將替代現(xiàn)有的PSTN設(shè)備。本文通過介紹幾種不同WiMAX無線環(huán)境下接入軟交換IAD性能測(cè)試的結(jié)果，為運(yùn)營(yíng)商“最后一公里”的綜合業(yè)務(wù)接入提供一種靈活、便捷的解決方案。

為實(shí)現(xiàn)各地提升城市形象、改善城市環(huán)境的目標(biāo)，越來越多的通信、電力架空桿線等都將會(huì)入地，并且對(duì)于新城區(qū)、開發(fā)區(qū)等地方，在一開始規(guī)劃時(shí)，都不會(huì)允許有架空桿線的存在，這對(duì)于基礎(chǔ)電信運(yùn)營(yíng)商接入網(wǎng)的建設(shè)來說是一大難題。尤其是新進(jìn)入的固網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商，沒有任何接入網(wǎng)資源，即使市政部門允許建設(shè)地下管道，其投資不但非常昂貴，而且是不可逆的。因此，各運(yùn)營(yíng)商都在尋找新的接入手段來替代有線接入，而新的接入手段必須滿足方便、快捷、投資省的條件，才會(huì)被運(yùn)營(yíng)商們所接受。在WIMAX環(huán)境下，通過接入軟交換IAD為用戶提供語音及數(shù)據(jù)綜合業(yè)務(wù)便是一個(gè)非常好的解決方案。

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D及測(cè)試環(huán)境

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示

在本次測(cè)試中，室外型CPE距WiMAX基站約2公里左右，可滿足視距、非視距等不同的傳輸條件，IAD配置有一個(gè)RJ11和一個(gè)RJ45接口，可分別接入普通話機(jī)及數(shù)據(jù)終端設(shè)備，采用靜態(tài)公網(wǎng)IP地址認(rèn)證的方式(IAD可采用DHCP、靜態(tài)IP、PPPoE等不同認(rèn)證接入方式)。設(shè)置CPE上下行帶寬各為2Mbit/s。

當(dāng)IAD用戶與PSTN用戶通信時(shí)，IAD用戶通過WIMAX無線鏈路接入IP承載網(wǎng)，由媒體網(wǎng)關(guān)控制器(華為SOFT3000)控制，將媒體流送至綜合媒體網(wǎng)關(guān)(華為UMG8900)，UMG8900與PSTN程控交換機(jī)(華為CC08)之間具有直達(dá)電路，完成通信。

IAD用戶之間進(jìn)行語音通信時(shí)則由媒體網(wǎng)關(guān)控制器(華為SOFT3000)控制，通過IP承載網(wǎng)完成通信。

不同信號(hào)環(huán)境下的測(cè)試結(jié)果

為達(dá)到最佳接入效果，WiMAX可根據(jù)不同的無線環(huán)境自動(dòng)調(diào)節(jié)傳輸信號(hào)的調(diào)制方式。在信號(hào)條件較好的情況下(一般為純視距傳輸或少部分遮擋)，采用頻譜利用率較高的QAM調(diào)制方式;在有部分遮擋時(shí)，采用QPSK調(diào)制方式;在完全遮擋，僅靠反射及折射方式傳播時(shí)，使用BPSK調(diào)制方式。

1CPE與基站之間視距傳輸，采用QAM調(diào)制方式

測(cè)試結(jié)果顯示，在CPE與基站之間純視距傳輸并采用QAM調(diào)制方式時(shí)，無線側(cè)的時(shí)延為29ms，無丟包。若不進(jìn)行數(shù)據(jù)下載，通話效果良好，與普通的PSTN電話并無區(qū)別，單路語音所占的帶寬為90kHz左右。在測(cè)速網(wǎng)站上一邊下載數(shù)據(jù)(即時(shí)傳輸速率基本達(dá)到2Mbit/s)，一邊通話時(shí)，由于IAD采用了QOS優(yōu)先級(jí)保證機(jī)制，語音效果較danchun通話時(shí)基本無異。

此種環(huán)境下，中心站及CPE的接收信號(hào)強(qiáng)度一般為-78dBm以上，CINR值(載干比)一般在15以上。

2CPE與基站之間有遮擋但不很嚴(yán)重，采用QPSK調(diào)制方式

測(cè)試結(jié)果顯示，在CPE與基站之間有遮擋但不很嚴(yán)重時(shí)，采用QPSK調(diào)制方式，由于部分信號(hào)要經(jīng)過折射、反射才能到達(dá)基站及CPE，無線側(cè)的時(shí)延為49ms，較QAM調(diào)制時(shí)要增加不少，但無丟包。此時(shí)通話效果仍然很良好，進(jìn)行數(shù)據(jù)下載時(shí)仍能達(dá)到2Mbit/s，雖然在同時(shí)通話話音效果有些下降，但能接受。

此種環(huán)境下，中心站接收信號(hào)強(qiáng)度一般為-87dBm以上，CPE的接收信號(hào)強(qiáng)度則不能小于-82dBm，CINR值(載干比)一般在8-13之間。

3CPE與基站之間遮擋嚴(yán)重，僅靠反射、折射等其它方式傳播時(shí)，接收信號(hào)強(qiáng)度較弱，干擾較大，使用BPSK調(diào)制方式。

測(cè)試結(jié)果顯示，在CPE與基站之間有嚴(yán)重遮擋，采用BPSK調(diào)制方式時(shí)，無線側(cè)的時(shí)延為46ms，較QAM調(diào)制時(shí)要增加不少，與QPSK調(diào)制時(shí)相差不多，此時(shí)基站接收信號(hào)強(qiáng)度為-90dBm，CPE接收信號(hào)強(qiáng)度為-85dBm，為不丟包時(shí)的最小值(接收信號(hào)強(qiáng)度一旦小于以上兩個(gè)數(shù)據(jù)，并且CINR值小于6，將會(huì)產(chǎn)生丟包現(xiàn)象)，并且下載速率已不能達(dá)到2Mbit/s，為1.2Mbit/s左右。此時(shí)單獨(dú)進(jìn)行語音通話時(shí)效果仍然良好，但在下載數(shù)據(jù)的同時(shí)進(jìn)行通話效果較差。

由于在BPSK調(diào)制方式下，基站及CPE的接收信號(hào)強(qiáng)度已經(jīng)較弱，在天氣發(fā)生變化時(shí)(陰天及下雨時(shí)信號(hào)衰落較大)，其接收信號(hào)強(qiáng)度及CINR值將會(huì)下降很快，極有可能會(huì)造成丟包及時(shí)延過大等問題，從而影響通話質(zhì)量。因此，在接入語音用戶時(shí)，建議信號(hào)調(diào)制方式應(yīng)盡量在QAM、QPSK下，CPE的接收信號(hào)強(qiáng)度要大于-81dBm，中心站的接收信號(hào)強(qiáng)度要大于-85dBm，CINR值要大于8。

總結(jié)

由于測(cè)試地點(diǎn)及環(huán)境較為固定，在實(shí)際應(yīng)用中可能還會(huì)出現(xiàn)其它方面的一些問題，尤其是接入環(huán)境較差的條件下，接收信號(hào)強(qiáng)度及CINR值變會(huì)發(fā)生很大起伏。但從以上測(cè)試結(jié)果可以看出，由于采用了OFDM技術(shù)，在非視距傳輸及頻譜利用率方面，WiMAX同其它的MMDS3.5GHz產(chǎn)品相比具有很大的優(yōu)勢(shì)，另外基于軟交換的IAD在時(shí)延及帶寬方面也具有良好的適應(yīng)性，并且具有較強(qiáng)的QoS保證，因此WiMAX+軟交換IAD非常適合有線進(jìn)入較為困難且成本較高的開發(fā)區(qū)、中小企業(yè)園區(qū)等地區(qū)，為解決運(yùn)營(yíng)商的“最后一公里”接入問題提供了一種很好的解決方案。