基于WiMAX技術的VoIP試驗及研究
摘要:介紹了WIMAX中山試驗VoIP的測試環境、測試結果及理論分析,從各個方面對VoIP測試給出了較為詳細的描述。
1、測試設備與場景
(1)廣東移動中山WiMAX試驗局設備及組網環境介紹
中山WiMAX試驗局VoIP測試局點配置為:一個中心站BS(華為提供設備,型號為WA5700,是PMP微基站,支持802.16-2004協議)、一個固定遠端站SS(華為提供設備,型號為TA210,提供FE接口,支持802.16-2004協議),一個移動遠端站SS。中心站點設置于廣東省中山市東區石岐東局點,此局點有1個IDU,4個ODU即四個扇區(實際只用到一個扇區2);1個遠端站,配置2個TA210。詳細的組網圖,如圖1所示。
圖1 中山WiMAX試驗局VoIP測試網規組網圖
(2)測試場景介紹
采用1個BS,1個固定SS和一個移動SS的組網方案,主要測試VoIP容量、性能和質量。SS為用戶提供FE接口連接IAD,IAD下可再接多個電話機。SS和BS之間的空口符合WiMAX標準,BS和SoftX之間通CMNet連接,實際組網如圖2所示。
圖2 中山WiMAX試驗局VoIP測試組網圖
組網時,由于BS(石岐東)需要與廣州的SoftX連接,因此,實際組網方案通過傳輸設備連接公安局與移動大廈;然后通過移動大廈的CMNet網絡連接廣州的SoftX。在該個組網中,視距傳播環境通過固定在移動大樓支架上的遠端站實現,非視距傳播環境通過移動的遠端站實現。
2、測試項
測試內容包括VoIP容量測試、VoIP性能測試和VoIP質量測試共3個測試子項。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環境下,遠端站最多所能發起的VoIP呼叫的路數,VoIP性能測試子項包括:建立時延、接通率、掉話率和長時間呼叫保持率測試,VoIP質量測試子項包括:話音清晰度、語音時延、抖動和誤包率測試。
3、測試數據與理論值比較分析
(1)實測VoIP容量與理論值比較
①理論值分析
由于VoIP業務對時延、抖動、丟包等要求比較高,一般采用UGS業務調度類型的上、下行業務流來承載VoIP業務數據的傳輸。
本次測試期間,用來承載VoIP業務的上下行最大持續保留速率都設置成了512Kbit/s,下面來分析一下在此業務帶寬配置參數下單個SS可以承載的VoIP呼叫容量。
VoIP業務傳輸所需帶寬與所采用的VoIP信令協議、語音編碼方式和RTP打包間隔有關。VoIP呼叫業務進行過程中,主要傳輸兩種類型的數據,即信令數據和語音數據。實際上呼叫業務過程中主要是語音數據,而前者數據量非常小,相比語音數據可以忽略。
VoIP業務中語音數據是采用RTP協議進行打包和傳輸的,流量大小與用戶之間采用的語音編碼方式有關,本次測試采用的是VoIP業務最常用的語音編碼方式G.729,這種編碼方式對傳輸帶寬要求比較低,但語音質量上足以滿足用戶的要求。按照協議,該編碼方式下的凈帶寬是8K,其實際映射到WIMAX空口的整個過程是需經很多次封裝。各種封裝協議所額外占用的開銷,如表1所示。
表1 BS與SS之間空口上VoIP語音數據包各字段長度
協議字段 | 占用開銷(byte) |
802.16 MAC Head | 6 |
Ethernet MAC Head | 14 |
IP Head | 20 |
UDP Head | 8 |
RTP Head | 16 |
Payload(語音數據) | 20 |
Ethernet | 4 |
802.16 MAC Head | 4 |
由表1推算,一路VoIP業務在空口上產生的數據傳輸速率:
(6+14+20+8+16+20+4+4)
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