基于WiMAX技術(shù)的VoIP試驗及研究

    摘要：介紹了WIMAX中山試驗VoIP的測試環(huán)境、測試結果及理論分析，從各個(gè)方面對VoIP測試給出了較為詳細的描述。

    1、測試設備與場(chǎng)景

    （1）廣東移動(dòng)中山WiMAX試驗局設備及組網(wǎng)環(huán)境介紹

    中山WiMAX試驗局VoIP測試局點(diǎn)配置為：一個(gè)中心站BS（華為提供設備，型號為WA5700，是PMP微基站，支持802.16-2004協(xié)議）、一個(gè)固定遠端站SS（華為提供設備，型號為T(mén)A210，提供FE接口，支持802.16-2004協(xié)議），一個(gè)移動(dòng)遠端站SS。中心站點(diǎn)設置于廣東省中山市東區石岐東局點(diǎn)，此局點(diǎn)有1個(gè)IDU，4個(gè)ODU即四個(gè)扇區（實(shí)際只用到一個(gè)扇區2）；1個(gè)遠端站，配置2個(gè)TA210。詳細的組網(wǎng)圖，如圖1所示。

    圖1 中山WiMAX試驗局VoIP測試網(wǎng)規組網(wǎng)圖

    （2）測試場(chǎng)景介紹

    采用1個(gè)BS，1個(gè)固定SS和一個(gè)移動(dòng)SS的組網(wǎng)方案，主要測試VoIP容量、性能和質(zhì)量。SS為用戶(hù)提供FE接口連接IAD，IAD下可再接多個(gè)電話(huà)機。SS和BS之間的空口符合WiMAX標準，BS和SoftX之間通CMNet連接，實(shí)際組網(wǎng)如圖2所示。

    圖2 中山WiMAX試驗局VoIP測試組網(wǎng)圖

    組網(wǎng)時(shí)，由于BS（石岐東）需要與廣州的SoftX連接，因此，實(shí)際組網(wǎng)方案通過(guò)傳輸設備連接公安局與移動(dòng)大廈；然后通過(guò)移動(dòng)大廈的CMNet網(wǎng)絡(luò )連接廣州的SoftX。在該個(gè)組網(wǎng)中，視距傳播環(huán)境通過(guò)固定在移動(dòng)大樓支架上的遠端站實(shí)現，非視距傳播環(huán)境通過(guò)移動(dòng)的遠端站實(shí)現。

    2、測試項

    測試內容包括VoIP容量測試、VoIP性能測試和VoIP質(zhì)量測試共3個(gè)測試子項。其中VoIP容量測試項的測試子項包括：在單遠端站和基站的組網(wǎng)環(huán)境下，遠端站最多所能發(fā)起的VoIP呼叫的路數，VoIP性能測試子項包括：建立時(shí)延、接通率、掉話(huà)率和長(cháng)時(shí)間呼叫保持率測試，VoIP質(zhì)量測試子項包括：話(huà)音清晰度、語(yǔ)音時(shí)延、抖動(dòng)和誤包率測試。

    3、測試數據與理論值比較分析

    （1）實(shí)測VoIP容量與理論值比較

    ①理論值分析

    由于VoIP業(yè)務(wù)對時(shí)延、抖動(dòng)、丟包等要求比較高，一般采用UGS業(yè)務(wù)調度類(lèi)型的上、下行業(yè)務(wù)流來(lái)承載VoIP業(yè)務(wù)數據的傳輸。

    本次測試期間，用來(lái)承載VoIP業(yè)務(wù)的上下行最大持續保留速率都設置成了512Kbit/s，下面來(lái)分析一下在此業(yè)務(wù)帶寬配置參數下單個(gè)SS可以承載的VoIP呼叫容量。

    VoIP業(yè)務(wù)傳輸所需帶寬與所采用的VoIP信令協(xié)議、語(yǔ)音編碼方式和RTP打包間隔有關(guān)。VoIP呼叫業(yè)務(wù)進(jìn)行過(guò)程中，主要傳輸兩種類(lèi)型的數據，即信令數據和語(yǔ)音數據。實(shí)際上呼叫業(yè)務(wù)過(guò)程中主要是語(yǔ)音數據，而前者數據量非常小，相比語(yǔ)音數據可以忽略。

    VoIP業(yè)務(wù)中語(yǔ)音數據是采用RTP協(xié)議進(jìn)行打包和傳輸的，流量大小與用戶(hù)之間采用的語(yǔ)音編碼方式有關(guān)，本次測試采用的是VoIP業(yè)務(wù)最常用的語(yǔ)音編碼方式G.729，這種編碼方式對傳輸帶寬要求比較低，但語(yǔ)音質(zhì)量上足以滿(mǎn)足用戶(hù)的要求。按照協(xié)議，該編碼方式下的凈帶寬是8K，其實(shí)際映射到WIMAX空口的整個(gè)過(guò)程是需經(jīng)很多次封裝。各種封裝協(xié)議所額外占用的開(kāi)銷(xiāo)，如表1所示。

    表1 BS與SS之間空口上VoIP語(yǔ)音數據包各字段長(cháng)度

    由表1推算，一路VoIP業(yè)務(wù)在空口上產(chǎn)生的數據傳輸速率：

    （6+14+20+8+16+20+4+4）