无线局域网络语音扩展VoIP技术应用

    新一代的解码器

　　改善现有802.11基础结构的方法之一，是利用针对网际网络应用而开发的比新语音解码器。这些解码器大幅简化VoWLAN的设计。效率不彰的网际网络电话环境，促成解码器的开发，能以极低位的速度达到良好的语音品质。

　　例如:广受欢迎的Skype网络电话系统核心之iLBC解码器，能提供相当于高端ITU G.729解码器的特性;ITU解码器只以8kbps，能提供公用电话般的语音品质;而来自Global IP Sound的iLBC解码器，所需的位速率稍高-13.3kbps。Global IP Sound称他们的编码器语音品质优于PSTN，而且能忍受高达30%的封包损失。网际网络工程研究团队(Internet Engineering Task Force;IETF)已对此解码器制定标准。CableLabs应用于多媒体终端配接器与媒体闸道的PacketCable影音解码器规格以被指定其为必要的解码器。

　　有了此类解码器，必要的VoWLAN语音品质就更易于实现，而且也能解决网际网络所造成的延迟与抖动现象，故此特别适合如802.11这种非同步开放系统使用。既然解码器如此灵活，为何还要发展复杂的时序与同步方法呢?

　　挑战耗电量

　　尽管现今的解码器如此灵活，时序仍然是十分重要的，因为它对耗电量影响重大。移动电话系统的同步特性，使它能轻易而直接地实现手机睡眠/唤醒排程。手机能在封包之间知道能安全地进入睡眠模式。然而，802.11的装置就永远不知道何时可能接收突发的流量，或因其他理由而必须回应存取点。

　　虽然移动电话与VoWLAN系统之间有此差异，后者还是必须让它的电池寿命能媲美移动电话手机。双模移动电话手机的两种类型功能都使用同一颗电池，因此势必会互相比比。

　　说到这里，我们不禁又会想令WLAN同步操作。若存取点知道手机于何时进入睡眠模式，只在它准备好时进行传输，此时手机就可类似移动电话，定期进入睡眠模式。存取点不必在VoIP讯框抵达时立刻传输至手机，必要时可先将这些讯框置于缓冲区。

　　目前有两种操作模式，能以足够的同步在802.11 WLAN中实作良好的省电时序技术，因此不需完全同步操作。这些模式包括以‘混合控制功能(Hybrid Control Function;HCF)’控制的通道存取(HCF Controlled Channel Access;HCCA)以及增强分散式通道存取(Enhanced Distributed Channel Access;EDCA)。此两种模式都是IEEE 802.11e标准当中，服务品质(QoS)规定的一环，而两者皆可用于发展中的省电传讯方法，于存取点和站台之间以同步固定数码速率传输，而不需对整个WLAN进行同步。

　　以HCCA进行同步

　　HCCA模式就如同N-body同步机制，由存取点为N个站台设定CBR轮询排程。尽管典型的802.11系统无规律性，站台还是尽可能地按排程同步。将这样的配置描述为N-body系统是相当合理的，因为对轮询排程上任一站的时序干扰，都会影响到其他N-1个站的时序。

　　当AP通过流量规格(TSPEC)接收到来自站台的CBR要求时，HCCA机制便发挥作用，然后AP与该站进行CBR排程的通信。一旦AP接受站台作为轮询的用户，此站台通常会进入睡眠状态，直到来自AP预期的下行轮询或轮询加VoIP讯框抵达为止(图一)。在规定的时间内(架构于OFDM的802.11a/g为9μs，802.11b则会更久)，站台以上行VoIP资料(或QoS-NULL)讯框回应。若站台发送上行资料，AP就以ACK回应。

　　要知道此机制的耗电效率，让我们先考虑站台需保持唤醒状态的时间比例。HCCA机制如需正确运作，在AP的下行轮询前，站台必须从睡眠模式中唤醒。根据硬件设计而定，唤醒的程序约需0.1到1.0微秒。然后站台必须等到下行轮询抵达，而轮询可能在站台预期的抵达时间到时仍未抵达。不同的原因如干扰、通道上长持续时间的讯框、AP中内部排程冲突(轮询其他站台)、更高优先顺序的操作(AP必须传输一Beacon)、前一讯框超出预期的交换时间或是AP与站台之间的相对时脉偏移，均会造成延迟。不过一旦下行轮询抵达，排程就会变得可预测。根据所选的解码器与PHY速率，上行/下行讯框交换应在不到1微秒的时间内发生。

　　在HCCA机制中，时序的不确定性主要来自CBR轮询排程的延迟、失败后可能的重试以及使用可变PHY速率时，造成传输时间的变化。根据这些不确定性，站台唤醒时间的约为2～5微秒。以20微秒的解码器周期，此唤醒睡眠比所达成之效率比值为75%以上。

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