基于WiMAX技術(shù)的VoIP試驗(yàn)及研究

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

    1、測(cè)試設(shè)備與場(chǎng)景

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

    中山WiMAX試驗(yàn)局VoIP測(cè)試局點(diǎn)配置為：一個(gè)中心站BS（華為提供設(shè)備，型號(hào)為WA5700，是PMP微基站，支持802.16-2004協(xié)議）、一個(gè)固定遠(yuǎn)端站SS（華為提供設(shè)備，型號(hào)為TA210，提供FE接口，支持802.16-2004協(xié)議），一個(gè)移動(dòng)遠(yuǎn)端站SS。中心站點(diǎn)設(shè)置于廣東省中山市東區(qū)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(qū)（實(shí)際只用到一個(gè)扇區(qū)2）；1個(gè)遠(yuǎn)端站，配置2個(gè)TA210。詳細(xì)的組網(wǎng)圖，如圖1所示。

    圖1 中山WiMAX試驗(yàn)局VoIP測(cè)試網(wǎng)規(guī)組網(wǎng)圖

    （2）測(cè)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(cè)試VoIP容量、性能和質(zhì)量。SS為用戶提供FE接口連接IAD，IAD下可再接多個(gè)電話機(jī)。SS和BS之間的空口符合WiMAX標(biāo)準(zhǔn)，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(yàn)局VoIP測(cè)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)方案通過傳輸設(shè)備連接公安局與移動(dòng)大廈；然后通過移動(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)境通過固定在移動(dòng)大樓支架上的遠(yuǎn)端站實(shí)現(xiàn)，非視距傳播環(huán)境通過移動(dòng)的遠(yuǎn)端站實(shí)現(xiàn)。

    2、測(cè)試項(xiàng)

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

    3、測(cè)試數(shù)據(jù)與理論值比較分析

    （1）實(shí)測(cè)VoIP容量與理論值比較

    ①理論值分析

    由于VoIP業(yè)務(wù)對(duì)時(shí)延、抖動(dòng)、丟包等要求比較高，一般采用UGS業(yè)務(wù)調(diào)度類型的上、下行業(yè)務(wù)流來承載VoIP業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的傳輸。

    本次測(cè)試期間，用來承載VoIP業(yè)務(wù)的上下行最大持續(xù)保留速率都設(shè)置成了512Kbit/s，下面來分析一下在此業(yè)務(wù)帶寬配置參數(shù)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)行過程中，主要傳輸兩種類型的數(shù)據(jù)，即信令數(shù)據(jù)和語(yǔ)音數(shù)據(jù)。實(shí)際上呼叫業(yè)務(wù)過程中主要是語(yǔ)音數(shù)據(jù)，而前者數(shù)據(jù)量非常小，相比語(yǔ)音數(shù)據(jù)可以忽略。

    VoIP業(yè)務(wù)中語(yǔ)音數(shù)據(jù)是采用RTP協(xié)議進(jìn)行打包和傳輸?shù)模髁看笮∨c用戶之間采用的語(yǔ)音編碼方式有關(guān)，本次測(cè)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(duì)傳輸帶寬要求比較低，但語(yǔ)音質(zhì)量上足以滿足用戶的要求。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)過程是需經(jīng)很多次封裝。各種封裝協(xié)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(yǔ)音數(shù)據(jù)包各字段長(zhǎng)度

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

    （6+14+20+8+16+20+4+4）