WiBro (Wireless Broadband Internet), the Korean version of mobile WiMAX compatible standard, provides high-speed mobile data service. Although mobile WiMAX services are being deployed, there exist few reports about WiBro performance. In this work, we measure and analyze performance of WiBro in best-case and live serviced network. We developed a GPS synchronization device to measure one-way delay.
The measurement shows that the maximum throughput over the WiBro network is 10 Mbps in downlink and 2.5 Mbps in uplink. We estimate that the base station has large buffers up to 2 s and minimum one-way delay of 11 ms for downlink. To fully exploit the high bandwidth of WiBro, the auto-tuning feature of TCP is needed along with a minimum of 128 KB buffer size.
WiBro provide enough bandwidth to serve good quality to applications such as VoIP,Web, Flash Video both stationary and mobile environment. To assure real-time services’ quality like VoIP, WiBro have to minimize the one-way delay generated in congested queue.
와이브로는 802.16 와 상호 호환성이 있으며, ETRI와 삼성에 의해서 순수 국내 기술로 만들어진 무선광대역인터넷이다. 2006년 KT가 서울 및 수도권에 세계 최초의 상용 와이브로 서비스를 시작한 이래, 미국, 일본, 동유럽 등의 국가에서도 모바일 와이맥스 서비스의 개발 및 상용화를 진행하고 있다. 이에 기존의 3세대 이동통신 및 와이파이와는 다른 와이브로의 특징을 연구하고, 실제로 사용자들이 체감 성능을 측정하여보았다.
첫째로, 실험을 위해, 두 단말을 시간동기화시킬 필요성을 느끼고 실험에 사용하기 위한 작은 GPS동기화 모듈의 개발에 참여하였고, 결과적으로 서브밀리세컨드 이하의 정확도를 가지는 동기화기술을 얻을 수 있었다.
둘째로, KT에서 Wave 2 와이브로 테스트베드를 지원받아서 플로우간의 경쟁 및 간섭이 없고, 가장 좋은 신호 세기를 가지는 이상적인 환경에서의 기저성능을 측정해보았다. 와이브로는 랜, 와이파이 및 이동통신 서비스에 비해서 높은 대역폭-지연 곱을 가지고 있기 때문에 기존의 Windows XP에서 기본적으로 제공하는 64KB TCP 소켓 크기로는 충분한 TCP성능을 얻다. 따라서, 고 대역폭-지연 곱을 가진 네트워크에서는 Windows XP 사용자들을 위해 모뎀드라이버 설치시 TCP 환경설정을 해줘야 한다는 점을 시사하였다.
셋째로, 서울 및 수도권지역의 상용 Wave 1 와이브로 서비스에서 사용자들의 체감성능을 측정해보았다. 신호대잡음비와 대역폭 및 지연의 관계를 UDP와 TCP 트래픽을 사용해서 조사해본 결과 와이브로 서비스 지역의 60% 이상의 지역이 10dB이상의 신호대잡음비를 가지고 있었고, 이 조건하에서는 와이브로의 성능을 업, 다운링크 모두 2Mbps 이상의 대역폭을 보여주었다. 상용 와이브로 서비스 위에서 사용자들이 많이 사용하는 어플리케이션인 Web, VoIP 및 VoD의 사용자들의 체감 성능을 조사하였고, 특히 와이브로의 세일즈포인트인 이동성 환경에서 실제 성능을 평가하였다.
이 연구에서 우리가 기여한 바는 다음과 같다. 먼저, 가장 좋은 신호 품질 환경하에서 다른 사용자들의 간섭을 최소화하는 등 와이브로의 성능에 영향을 미칠 수 있는 변수의 영향을 최소화함으로써, 상용 와이브로 망의 기본 성능을 측정함하였다. 이 결과를 이용해서 와이브로의 성능을 다른 무선망과 쉽게 비교 분석할 수 있었다. 또한, 상용망에서 사용자들이 체감하고 있는 실제 성능을 분석하였으며, 더 좋은 체감성능을 제공하기 위한 개선점들을 제언하였다.
