无线局域网络语音扩展VOIP技术应用(一).doc

无线局域网络语音扩展voip技术应用(一) 在我实习工作的这段时间使我学到了很多的知识：比如1无线局域网络语音扩展voip技术应用：据港台媒体报导，随着wifi标准的改善、802.11芯片体积不断减小而功能不断扩充，无线区域网络语音(vowlan)电话系统的可行性也逐渐提升。双频移动电话可使用wlan连线提供可靠的屋内话音服务，而宽带电话服务则通过wlan连结笔记电脑。另一方面，架构于wlan的网络电话手机，由于只需一台wlan基地站便能轻易支持多个手机，与具备低成本优势的传统无线电话机相比毫不逊色。802.11标准建立了提供可靠、高性能的wifi网络电话系统所需之基本机制。其中显着的例子为安全性(802.11i/wpa)与qos(802.11e/wi-fi多媒体)。此外，诸如atheros开放程序码的jumpstart for wireless这类单键安全设定法，可让所有使用者即使在手机无法显示英文字母与数字的状况下，仍能快速设定wlan网络电话手机的组态。wlan网络电话系统中其中一项尚未标准化的项目为轮询方法(polling method)。因此本文就现有的两种轮询方法，分别讨论其不同的优点和缺点，并且特别着墨于移动装置中最关键的要素耗电量。所有降低耗电量的方法，均必须尽可能让用户装置使用低功耗的睡眠模式，而802.11芯片必需以睡眠模式中最低的耗电量以支持此作法802.11芯片必须以睡眠模式的最低可能耗电量支持此种作法。例如，atheros 的ar6000移动型射频单芯片(radio-on-a-chip mobile;rocm)装置，实现了极低耗能量的睡眠模式，以及自动省电模式(automatic power-save delivery;apsd)技术。rocm同时提供绝佳的性能，能启用高速传输以缩短发送/接收的时间，而芯片上的嵌入式处理器之自给式驱动程序，可分摊处理主机处理器上的经常性的网络维护操作。通过以上的做法与其他省电策略，rocm芯片能改善wlan操作的耗电效率，效果可比传统wlan芯片的高达六倍，因此能改善电池寿命。现时可实现各种voip应用的新一代802.11装置，就包含这类的芯片。将语音导入wlan802.11 wlan可利用高性能的元件以提供可靠的整体性能，然而，此媒体的特性在处理语音流量时，仍面对相当严苛的挑战。由于wlan使用免执照频谱，因此必须容忍来自不同外部装置与其他wlan的大量干扰。此外，如同其他ip网络，wlan并不支持同步操作(synchronous operation)。因此，通常无法在微秒级下做预测。由于voip是以固定时间间隔产生voip封包(即讯框)的固定数码速率(cbr)应用，因此wlan的csma竞争法明显缺乏中央同步时序(centralized synchronous timing)。此现象与移动电话系统所实作的标准电话机制形成更大的对比。移动电话系统使用授权频谱与小心规划的基地站部署，务求将无线电干扰减至最低。移动电话系统从电话到骨干线路都保持同步，于是能掌握微秒层级的时序而且永不偏离，也因此能预知容量的大小，且容量提供给单一类别服务设计应用:语音。这些移动电话系统的特性令它能轻易符合itu-t建议的g.114标准，此标准指定端点对端点延迟预算不得大于150微秒。由于移动电话系统整体的架构采用可决定的方式应用时脉语音封包，因此不需因为要确保低延迟，而对语音封包以特殊的服务品质(qos)机制排定优先顺序。移动电话系统利用现有时槽、多工与语音服务管理加入资料服务。wlan则刚好相反，语音服务必须借助于原本针对资料而设计的功能。wlan仅能用到端点对端点延迟预算150微秒的一部份，如果两端都使用wlan进行对话，那么延迟预算还要更进一步缩限。此外，若语音封包必须跨越网际网络或忙碌的企业网络，那么封包将无法避免延迟抵达，有时甚至无法抵达。迟到的封包可能成群抵达。只要使用过旧式转码器在网际网络或通用wlan中以语音通信的人，都会熟悉这些问题。建立高品质vowlan的作法之一是改变wlan以符合传统编码器的需要。事实上，无论是全时或分时，专属实作均显示802.11 mac可改变为使用同步、时槽式的tdma作法;此作法能有效解决以wlan传输话音问题，不过这类系统通常与现有的wifi装置与网络不相容。虽然完全同步的网络颇具吸引力，但缺乏严格同步却也正是802.11的主要强项。这些年来，我们可在以太网络和atm网络之间的竞争中看到这类ip网络的优点。当可靠而具适应式(够好)之通道存取对上严格时(完美)序式作法时，够令人满意的作法通常因更具多样性而比受欢迎。在设计vowlan系统时避免使用同步作法的另一个原因，是这些系统并非在封闭环境下运作。使用wlan传输语音的主要卖点，是让双模移动电话与其他语音装置能利用现有的wlan基础结构。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