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VoWLAN技術中若干問題探討(3)
2008-05-21   中國IT實驗室

2)工作模式

    工作模式下的功耗是VoWLAN手機的又一關鍵問題,它決定了VoWLAN手機的最長通話時間。由于語音分組周期性到達,最直接的方法就是使WALN移動臺始終保持喚醒,稱為持續訪問模式(CAM)。然而,基于持續訪問模式的VoIP要求WLAN移動臺始終保持喚醒狀態,即VoWLAN手機沒有分組可發送或接收也存在能量消耗。對于VoWLAN,基于IEEE 802.11中持續訪問模式下的平均功耗在500mW到1W之間,具體值依WLAN的芯片而定。可以利用IEEE 802.11中的節能模式來減小工作模式下的功耗問題。在IEEE 802.11規范中指出,所有移動臺都可先通知接入點然后進入休眠。當VoWLAN手機有分組需要發送時,它就喚醒自己,然后發送上行鏈路語音分組,發送完后,接著發出節電輪詢(PS-poll)信息,以獲取接入點的下行語音分組隊列。由于下行鏈路語音分組被緩存在接入點內,將會產生一定的時延,通過使用抖動緩沖器可以減緩這種抖動。如果在工作模式下采用節能模式的方法,VoWLAN手機就只需在發送和接收上行鏈路/下行鏈路語音分組時進行喚醒,接著回到休眠狀態,直到下一輪上行鏈路/下行鏈路語音分組的到來。這樣可以降低50%~80%的功耗。

  從以上分析可看出,若要降低VoWLAN手機的功耗,需得從減小接收、發射及休眠模式的功耗著手,這主要依靠硬件上的改進。在軟件設計中,盡量減小MAC層無線信道競爭,將語音特點融入到對MAC層的設計中,同時可以考慮蜂窩系統中的一些設計概念,如不連續接收(DRX)和不連續發射(DTX),將它們引入到VoWLAN系統中。

  5. 移動性管理

  通常,WLAN接入點的覆蓋半徑為50m~300m,如果VoWLAN手機不斷移動,則會導致節點間的頻繁切換。對于VoIP,語音分組時延的推薦標準是低于50ms,如果某個分組的時延超過了200ms,則認為該分組丟失。也就是說,VoWLAN手機從一個接入點移動到另一個接入點,其分組時延必須控制在50ms內。WLAN的移動性管理可分為兩種情況:a)VoWLAN手機在接入點間切換,而不用改變其IP地址;b)由于兩個接入點屬于不同的子網,切換之后VoWLAN手機的IP地址會改變。為了恢復會話,可以考慮應用層切換,如會話啟動協議(SIP)移動性。如果應用移動IP,那么應用層切換問題就可以留到IP層解決,因為移動IP可以確保VoWLAN的IP不變。

  對于沒有采用IEEE 802.1x和IEEE 802.11i的WLAN,50ms的時延標準比較容易達到。研究表明,要加入到新的WLAN中,一個移動臺大約需要300ms~500ms的時間,這個過程包括掃描和加入新信道、認證以及聯系新接入點。為了減小掃描時間,可采用SyncScan進行被動掃描,以減小WLAN的掃描時間。在VoIP會話期間同樣可以掃描接入點,因為語音分組到達的時間間隔為10ms~30ms,而VoWLAN手機只需1 ms~2ms的時間來發射和接收上行鏈路/下行鏈路分組,VoWLAN手機可以利用空閑時間與其他信道進行交換,掃描WLAN的接入點。交換前,先向接入點發送一個PSM請求,以便緩存分組,或者只與新信道交換而不用通知接入點,但是前者會引入時延,后者會導致分組丟失。

  維持接入點間的QoS及確保接入點間的安全等,是VoWLAN移動性管理將面臨的挑戰。同時,接入點間切換造成的時延必須低于50ms。IEEE 802.1x/802.11i要求新接入點內的移動臺生成安全的密鑰,而生成新密鑰至少需要4次握手,這將會帶來更大的時延。另外,安全性、QoS及其他參數的上下文轉移可能會產生新問題。眾多的研究、IEEE 802.11r和新的IEEE 802.11 WGs都試圖為快速切換和快速上下文轉移設計出新的協議。目前,一種可行的方法是利用鄰居圖來減小切換時延。

  6. 結束語

  除上述主要問題外,VoWLAN技術還存在其他問題,如漫游、網絡資源利用率、干擾、雙模或多模等問題。

  盡管VoWLAN在實現和運營方面存在很多問題,但是隨著IEEE 802.11系列標準的制定和相關核心算法的日趨成熟,這些問題也將隨之化解。可以預見,在未來的幾年內,VoWLAN將呈現出高速發展的趨勢,特別是在企業領域(如醫療衛生等垂直行業),VoWLAN的發展勢頭將會越來越強勁。

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