無線局域網絡 VoIP技術應用詳解二(圖)

2019-11-05 03:08:19

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　　在HCCA機制中，時序的不確定性主要來自CBR輪詢排程的延遲、失敗后可能的重試以及使用可變PHY速率時，造成傳輸時間的變化。根據這些不確定性，站臺喚醒時間的約為2～5微秒。以20微秒的解碼器周期，此喚醒睡眠比所達成之效率比值為75%以上。
　　
　　HCCA的固定位率排程
　　　

　　▲圖一
　　
　　存取站可實作802.11e標準中指定的HCCA操作模式，提供可猜測時間的Voip輪詢排程，以在WLAN站臺能以睡眠模式減少耗電量時進行治理。
　　
　　假設平均通話時間約為100秒(以移動電話系統平均而言)而AP同時提供20通電話應用，WLAN可能每5秒就必須執行通話設定/解除。即使在各站臺經常進入與離開輪詢清單的狀況下，AP仍必須與每個站臺維持已發布的CBR排程。因此，AP也必須維持固定時槽的排程。
　　
　　這里所說的時槽，為針對特定站臺之輪詢訊框交換序列而指定的通道時段。除非所有訊框都使用相同的PHY速率，使每次交換都占用相同的通道時間量，否則時槽的持續時間也會隨之變化。在時槽持續時間變化的情況下，無法達成效率佳的省電同步。
　　
　　可選擇的方法之一，是讓所有站臺都以固定的PHY速度(6Mbps)操作，一次性避免不同持續時間造成的問題。盡管此選項會浪費許多潛在的網絡容量，但覆蓋范圍卻極佳而且容量良好，能容納約15個站臺。
　　
　　若希望在使用不同PHY速率時也能降低耗電量，AP設計師可選擇另外兩種方法。其中一個方法是變更排程，令AP能可靠地與每個相關站臺通信。此作法會導致額外的負擔與可靠性的問題。至于另一個方法，則是讓AP利用每個時槽中未使用的時間中傳輸，如此非輪詢站臺就不會以Wi-Fi封包填入空置的空中。此作法可維持同步排程。
　　
　　輪詢排程面臨更嚴重的挑戰，是它必須支持使用不同解碼器間隔時間的各種手機。在此狀況下，通常所建立的輪詢排程，經常發生CBR用戶間的時序沖突。先前所估算的75%最低效率，并未將這種排程沖突列入考慮，這也會消耗部份站臺睡眠時間預算。
　　
　　理想的HCCA排程，也會因偶然需發送多份下行VoIP訊框至站臺而受到干擾。當封包因網際網絡或路由佇列行為而成群抵達AP時，就需要多份訊框。除非所有概念時槽都有足夠的額外時間預算，否則多份下行訊框會延遲CBR排程。若需上行重新傳輸時，也會發生此類排程延遲。為所有站臺在每個時槽都保留額外的時槽時間是一種浪費通道時間的作法，因此排程延遲通常會以延長所有受影響的下行站臺之開機時間加以解決。
　　
　　通常工程師會把AP組態設定為避免長期猝發或其他可能增加CBR排程延遲的情況發生。此組態對HCCA與EDCA同樣適用。
　　
　　EDCA的簡單性
　　
　　HCCA輪詢的時序相互依靠性與另一種802.11e操作模式EDCA所應用的省電法時序獨立形成對比。在HCCA中，AP治理所有時序并解決所有排程沖突。而在EDCA中，所有站臺自行治理其時序(因此時序治理為分散式)，排程沖突則在空中以通道存取協定解決。
　　
　　因此，EDCA站臺不像HCCA的站臺必須卑微地配合AP之輪詢排程，EDCA站臺可使用非排程A PSD(Unscheduled APSD;UPSD)的非凡省電模式操作。此模式以站臺和AP之間的信號交握開始，因此AP知道站臺將進入睡眠模式，直到站臺預備好傳輸VoIP訊框為止(圖二)。
　　
　　站臺的喚醒程序可在無排程延遲、輪詢等待或因其他站臺或沖突排程而造成的時序效應下發生。站臺喚醒并以可使用的最高優先順序參數傳輸VoIP訊框。上行訊框通常在小于2微秒的耗電量延遲下啟動。然后AP以ACK回應上行訊框。若有必要，站臺可重新傳輸并且保持在喚醒狀態，直到AP發送一VoIP訊框或null指示(表示無可用VoIP封包可傳送)。傳統的AP硬件之AP回應時間小于100?s，而改良后還可能縮短回應時間。
　　
　　由于一次性為一站臺治理時序，遠比解決HCCA的N-body同步問題簡單得多，因此在現成的AP上新增EDCA功能，也相對輕易許多。此外，EDCA如同HCCA機制，在20-ms CBR的狀況下，可達到大致相同的75%省電效率。使用30-ms CBR間隔時間則可改善效率約83%。
　　
　　802.11技術的改良勢必將網絡電話、網絡電話加資料、視頻加資料、網絡電話加視頻加資料等應用帶入主流。盡管802.11標準并未涵蓋所有網絡電話服務的各個層面，但仍有相當重要的標準。非凡是HCCA與EDCA都能提供在相同無線通道中支持語音加資料的方法，同時能優化手機電池壽命。
　　