不同WiMAX無(wú)線(xiàn)環(huán)境下接入軟交換IAD性能測試

WiMAX技術(shù)作為無(wú)線(xiàn)寬帶城域網(wǎng)標準，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。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等級保證方面也已經(jīng)非常成熟，即將替代現有的PSTN設備。本文通過(guò)介紹幾種不同WiMAX無(wú)線(xiàn)環(huán)境下接入軟交換IAD性能測試的結果，為運營(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)現各地提升城市形象、改善城市環(huán)境的目標，越來(lái)越多的通信、電力架空桿線(xiàn)等都將會(huì )入地，并且對于新城區、開(kāi)發(fā)區等地方，在一開(kāi)始規劃時(shí)，都不會(huì )允許有架空桿線(xiàn)的存在，這對于基礎電信運營(yíng)商接入網(wǎng)的建設來(lái)說(shuō)是一大難題。尤其是新進(jìn)入的固網(wǎng)運營(yíng)商，沒(méi)有任何接入網(wǎng)資源，即使市政部門(mén)允許建設地下管道，其投資不但非常昂貴，而且是不可逆的。因此，各運營(yíng)商都在尋找新的接入手段來(lái)替代有線(xiàn)接入，而新的接入手段必須滿(mǎn)足方便、快捷、投資省的條件，才會(huì )被運營(yíng)商們所接受。在WIMAX環(huán)境下，通過(guò)接入軟交換IAD為用戶(hù)提供語(yǔ)音及數據綜合業(yè)務(wù)便是一個(gè)非常好的解決方案。

網(wǎng)絡(luò )拓撲圖及測試環(huán)境

網(wǎng)絡(luò )拓撲結構如圖1所示

在本次測試中，室外型CPE距WiMAX基站約2公里左右，可滿(mǎn)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(huà)機及數據終端設備，采用靜態(tài)公網(wǎng)IP地址認證的方式(IAD可采用DHCP、靜態(tài)IP、PPPoE等不同認證接入方式)。設置CPE上下行帶寬各為2Mbit/s。

當IAD用戶(hù)與PSTN用戶(hù)通信時(shí)，IAD用戶(hù)通過(guò)WIMAX無(wú)線(xiàn)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(華為CC08)之間具有直達電路，完成通信。

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

不同信號環(huán)境下的測試結果

為達到最佳接入效果，WiMAX可根據不同的無(wú)線(xiàn)環(huán)境自動(dòng)調節傳輸信號的調制方式。在信號條件較好的情況下(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調制方式;在有部分遮擋時(shí)，采用QPSK調制方式;在完全遮擋，僅靠反射及折射方式傳播時(shí)，使用BPSK調制方式。

1CPE與基站之間視距傳輸，采用QAM調制方式

測試結果顯示，在CPE與基站之間純視距傳輸并采用QAM調制方式時(shí)，無(wú)線(xiàn)側的時(shí)延為29ms，無(wú)丟包。若不進(jìn)行數據下載，通話(huà)效果良好，與普通的PSTN電話(huà)并無(wú)區別，單路語(yǔ)音所占的帶寬為90kHz左右。在測速網(wǎng)站上一邊下載數據(即時(shí)傳輸速率基本達到2Mbit/s)，一邊通話(huà)時(shí)，由于IAD采用了QOS優(yōu)先級保證機制，語(yǔ)音效果較danchun通話(huà)時(shí)基本無(wú)異。

此種環(huán)境下，中心站及CPE的接收信號強度一般為-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?chē)乐?，采用QPSK調制方式

測試結果顯示，在CPE與基站之間有遮擋但不很?chē)乐貢r(shí)，采用QPSK調制方式，由于部分信號要經(jīng)過(guò)折射、反射才能到達基站及CPE，無(wú)線(xiàn)側的時(shí)延為49ms，較QAM調制時(shí)要增加不少，但無(wú)丟包。此時(shí)通話(huà)效果仍然很良好，進(jìn)行數據下載時(shí)仍能達到2Mbit/s，雖然在同時(shí)通話(huà)話(huà)音效果有些下降，但能接受。

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

3CPE與基站之間遮擋嚴重，僅靠反射、折射等其它方式傳播時(shí)，接收信號強度較弱，干擾較大，使用BPSK調制方式。

測試結果顯示，在CPE與基站之間有嚴重遮擋，采用BPSK調制方式時(shí)，無(wú)線(xiàn)側的時(shí)延為46ms，較QAM調制時(shí)要增加不少，與QPSK調制時(shí)相差不多，此時(shí)基站接收信號強度為-90dBm，CPE接收信號強度為-85dBm，為不丟包時(shí)的最小值(接收信號強度一旦小于以上兩個(gè)數據，并且CINR值小于6，將會(huì )產(chǎn)生丟包現象)，并且下載速率已不能達到2Mbit/s，為1.2Mbit/s左右。此時(shí)單獨進(jìn)行語(yǔ)音通話(huà)時(shí)效果仍然良好，但在下載數據的同時(shí)進(jìn)行通話(huà)效果較差。

由于在BPSK調制方式下，基站及CPE的接收信號強度已經(jīng)較弱，在天氣發(fā)生變化時(shí)(陰天及下雨時(shí)信號衰落較大)，其接收信號強度及CINR值將會(huì )下降很快，極有可能會(huì )造成丟包及時(shí)延過(guò)大等問(wèn)題，從而影響通話(huà)質(zhì)量。因此，在接入語(yǔ)音用戶(hù)時(shí)，建議信號調制方式應盡量在QAM、QPSK下，CPE的接收信號強度要大于-81dBm，中心站的接收信號強度要大于-85dBm，CINR值要大于8。

總結

由于測試地點(diǎn)及環(huán)境較為固定，在實(shí)際應用中可能還會(huì )出現其它方面的一些問(wèn)題，尤其是接入環(huán)境較差的條件下，接收信號強度及CINR值變會(huì )發(fā)生很大起伏。但從以上測試結果可以看出，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，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性，并且具有較強的QoS保證，因此WiMAX+軟交換IAD非常適合有線(xiàn)進(jìn)入較為困難且成本較高的開(kāi)發(fā)區、中小企業(yè)園區等地區，為解決運營(yíng)商的“最后一公里”接入問(wèn)題提供了一種很好的解決方案。