Fixed-Mobile-Convergence im Test – Teil 2

Siemens HiPath Mobile Connect vs. Avaya one-X Mobile

08.12.2008 | Autor / Redakteur: Dr. Frank Imhoff, Nick Schirmer, Dr. Michael Wallbaum / Andreas Donner

ComConsult lässt in Sachen FMC die Lösungen von Avaya und Siemens gegeneinander antreten
ComConsult lässt in Sachen FMC die Lösungen von Avaya und Siemens gegeneinander antreten

WLAN-Signalstärke und Sprachqualität

Im WLAN nimmt die effektive Übertragungsrate mit zunehmendem Abstand vom Sender oder durch andere dämpfende Einflüsse ab, da bei schlechterer Signalqualität automatisch robustere Modulationsverfahren verwendet werden. Fällt die Signalstärke jedoch weiter ab, führt das zu erheblichen Paketverlusten. Um den Zusammenhang zwischen WLAN-Signalstärke und erzielter Sprachqualität festzustellen, wurden Messungen mit der MOS-Wert-Analyse Software PESQ-Scope durchgeführt.

Zunächst wurde die Testreihe mit Siemens HiPath Mobile Connect (HPMC) durchgeführt, da hier am Mobiltelefon die aktuell empfängerseitig gemessene WLAN-Signalstärke ablesbar ist (vgl. Abbildung 6). Vorteilhaft für diesen Versuch war zudem, dass am Mobiltelefon schnell zwischen den beiden Sprach-Codecs Internet Low Bitrate Codec (ILBC) und G.711a gewechselt werden konnte. Für den Test wurden alle Access Point bis auf einen deaktiviert, so dass nur eine WLAN-Funkzelle verwendet wurde.

Damit das Gespräch bei einer niedrigen Signalstärke nicht einfach ans GSM-Netz übergeben wurde, mussten die Schwellwerte für ein gefundenes und ein verlorenes WLAN-Signal am Mobiltelefon auf -89 dBm geändert werden, was dem Minimalwert der Software für ein gefundenes WLAN-Signal entspricht. Als Standardwerte waren für ein gefundenes WLAN-Signal -71 dBm und für ein verlorenes -79 dBm eingestellt, so dass die automatische Übergabe eines Gespräches ans WLAN ab einer Signalstärke von -71 dBm und besser, vorgenommen wird (vgl. Abbildung 7). Damit kommt eine Kombination aus relativer Signalstarke mit Schwellwert und Hysterese zum Einsatz, so dass nur dann ein Roaming bzw. ein Handover durchgeführt wird, wenn die Signalstärke des neuen Zugangspunkts eine bedeutend bessere Signalqualität bietet als der alte.

Die Messreihe wurde anschließend auch mit der Avaya-Lösung One-X Mobile Dual Mode durchgeführt. Dabei wurde die WLAN-Signalstärke bei diesen Messungen ebenfalls mit der Siemens Client Software HiPath Mobile Connect gemessen. Das Audio-Signal wurde über ein Avaya one-X Deskphone und die Avaya TK-Anlage übertragen. Auch hier wurde der Schwellwert am Mobiltelefon auf -89 dBm verringert.

Für die Messung wurde eine Audio-Referenzdatei von einem Notebook über ein OptiPoint IP-Telefon auf das im WLAN eingebuchte Mobiltelefon übertragen. Dort wurde das Signal abgegriffen und mittels der Software TotalRecorder aufgezeichnet. Zur MOS-Wert-Bestimmung wurde die Aufzeichnung dann mit der Referenz-Datei unter Verwendung von PESQ-Scope verglichen. Zur Referenz-Wert-Bestimmung wurde die Audio-Datei Ref.wav ohne jegliche Übertragung mit sich selbst mithilfe von PESQ-Scope verglichen. Bei allen drei Messungen kam als Ergebnis der MOS-Wert 4.5 heraus. Dies ist aus statistischen Gründen der maximale MOS-Wert, den die Software PESQ-Scope für eine Messung vergibt.

Zum Vergleich wurden auch Übertragungen über GSM aufgezeichnet und bewertet. Um Schwankungen der Übertragungsqualität weitgehend zu kompensieren, wurde hier der Mittelwert aus drei Messungen als Referenzwert für GSM festgelegt. Da die Mobilfunk-Provider unterschiedliche Sprachcodecs verwenden, wurden zudem für die GSM-Messungen unterschiedliche Provider (E-Plus, T-Mobile) genutzt. Die Messungen mit T-Mobile zeigen anhand der ausgezeichneten MOS-Werte, dass bei geringer Zellauslastung und gutem Empfangswert offenbar der Enhanced-Full-Rate-Sprachcodec verwendet wird.

Bei zunehmender Auslastung der Mobilfunk-Zelle oder schwächerem Signal wird dann zu einem Codec gewechselt, der fehlertoleranter ist und weniger Bandbreite benötigt. E-Plus verwendet für GSM-Gespräche auch bei geringer Auslastung und gutem Signal nur den Full-Rate-Sprach-Codec. Die Messungen haben ergeben, dass der Enhanced-Full-Rate-Codec im GSM-Netz sehr gute MOS-Werte erzielen kann (durchschnittlich 3,8). Der Full-Rate-Codec hingegen liefert einen durchschnittlichen MOS-Wert von 3,3.

In Abbildung 8 sind die Messergebnisse dargestellt. Die Messungen zeigen, dass bei einer WLAN-Signalstärke oberhalb von -75 dBm kaum eine Beeinflussung der Sprachqualität nachweisbar ist. Die Werte für Full-Rate und Enhanced Full-Rate-Codec sind unabhängig von der WLAN-Signalstärke und lediglich zu Vergleichszwecken in der Grafik dargestellt. Die Ergebnisse zeigen, dass der PCMa Codec bis -80 dB deutlich bessere MOS-Werte liefert, als der ILBC. Nehmen Paketverluste aufgrund von schwacher Signalstärke zu, so erreicht der ILBC eine ebenso gute Qualität wie der PCMa Codec. Dieser Trend kann durch seine Fähigkeit begründet werden, Paketverluste besser auszugleichen.

Da die meisten Mobilfunk-Anbieter mit dem Full-Rate-Code arbeiten, sollte dieser als erste Referenz genommen werden. Gegen ihn zeigen die WLAN-Gespräche sehr gute Ergebnisse. Selbst im Vergleich zum Enhanced-Full-Rate-Codec erzielen die VoWLAN-Gespräche gute MOS-Werte, so dass sich beide Hersteller-Systeme im Bezug auf die Sprachqualität gegen ein GSM-Gespräch behaupten können. Auch subjektiv bewertet ist die Sprachqualität beim WLAN-Gespräch im Vergleich zum GSM-Gespräch besser.

weiter mit: Mouth-to-Ear-Delay

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