《電子技術(shù)應(yīng)用》
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優(yōu)化802.11n實(shí)現(xiàn)無線LAN上的語音傳輸
ZDNET網(wǎng)絡(luò)頻道
摘要:   雖然移動(dòng)VoIP手持設(shè)備和啟用Wi-Fi的智能手機(jī)仍在采用802.11a/g,但是這種情況正在發(fā)生變化。In-Stat公司預(yù)計(jì)到2013年有超過75000萬的電話將嵌入11n芯片。其原因是:802.11n客戶端現(xiàn)在能夠?qū)崿F(xiàn)一個(gè)立體流,避免MIMO成本、大小和電源的影響。
關(guān)鍵詞: IPTV|VoIP 802.11n 無線LAN 語音傳輸
Abstract:
Key words :

  雖然移動(dòng)VoIP手持設(shè)備和啟用Wi-Fi的智能手機(jī)仍在采用802.11a/g,但是這種情況正在發(fā)生變化。In-Stat公司預(yù)計(jì)到2013年有超過75000萬的電話將嵌入11n芯片。其原因是:802.11n客戶端現(xiàn)在能夠?qū)崿F(xiàn)一個(gè)立體流,避免MIMO成本、大小和電源的影響。
  智能手機(jī)能夠使用802.11實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)應(yīng)用程序,如流媒體,但VoIP如何從802.11n中受益呢?畢竟,VoIP并不需要很高的吞吐量,而且可能在客戶端爭奪時(shí)出現(xiàn)衰減。但是VoIP仍然能夠從11n的覆蓋范圍和可靠性中受益,因?yàn)檫@些措施能夠保證較高的服務(wù)質(zhì)量(QoS)。
  在VoIP呼叫過程中,客戶會(huì)發(fā)送和接收很短的固定長度幀,其中包含了數(shù)字語音,并且是由codec(如,G.711)壓縮和編碼的。VoIP要求有一定的一致性條件,只能容忍少量的丟包(取決于codec),并且不宜有較長或波動(dòng)的延遲(抖動(dòng))。因此,通過Wi-Fi實(shí)現(xiàn)VoIP面臨的問題包括負(fù)載較高頻道上帶寬占用時(shí)長爭奪、漫游前的新AP掃描和越區(qū)切換時(shí)的重新認(rèn)證。
  11n最利于提高VoIP性能的特性包括雙頻支持(提高了WLAN容量,因而減少帶寬爭奪)、MRC與STBC(減少錯(cuò)誤率)和WMM Power Save(提高電池壽命)。但是僅部署11n AP并不能創(chuàng)建支持語音的無線LAN。相反,您必須設(shè)計(jì)出符合規(guī)范的WLAN——包括那些各個(gè)VoIP設(shè)備制造商所定義的規(guī)范。例如,下面的設(shè)置是Vocera推薦的無線LAN實(shí)現(xiàn)語音傳輸的設(shè)置。

  圖片來源:Vocera.com
  這一設(shè)置適用于任何類型的WLAN,但是Vocera也為Cisco和Aruba產(chǎn)品推薦了一些特殊的設(shè)置。Spectralink為Meru、Motorola和Ruckus WLAN推薦的設(shè)置稍微有些差別。而大多數(shù)的企業(yè)級(jí)WLAN供應(yīng)商也發(fā)布了他們自己的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。這些數(shù)字可能有些難懂,那么讓我們看看他們的內(nèi)在原理。
  •傳輸功率:AP可以使用更高功率的天線,但是反過來理解,高于客戶端傳輸功率的AP也是沒有意義的。(雖然是這樣,但是一定要根據(jù)供應(yīng)商的規(guī)范來設(shè)置AP方面及其天線。)
  •覆蓋和信號(hào):測量每一個(gè)單元的邊緣位置,確定客戶端能夠接收到-65 dBm以上的AP信號(hào),反之亦然。在一致性方面,整個(gè)單元的信號(hào)噪音比應(yīng)該大于25dB。
  •信號(hào)、DTIM和SSID:它們會(huì)影響客戶端的休眠時(shí)長,從而影響電池壽命。一般推薦Delivery Traffic Indication Message (DTIM)間隔為1或2毫秒。減少SSID數(shù)量也能夠減少信號(hào)過載。
  •優(yōu)先級(jí):WMM規(guī)定了客戶端可用于指示它們正在發(fā)送語音、視頻、最佳效果或后臺(tái)幀的訪問級(jí)別。11n AP使用這些指標(biāo)對(duì)傳輸隊(duì)列進(jìn)行優(yōu)先級(jí)劃分(按SSID或按客戶端。)語音流量必須使用WMM進(jìn)行標(biāo)記,以保證在多個(gè)應(yīng)用共享頻道時(shí)具有常規(guī)合格的通話時(shí)長。在AP上,WMM可以映射到802.1p(二層)或DSCP(三層)優(yōu)先級(jí)標(biāo)記。(注意:映射是非常重要的,但也是非常難實(shí)現(xiàn)的。)
  •PSPF:Public Secure Packet Forwarding指的是通常用于阻擋公共熱點(diǎn)中客戶端到客戶端通信的過濾器。為允許802.11客戶端之間傳輸VoIP流,我們必須禁用PSPF。
  •速率:許多制造商建議禁用低數(shù)據(jù)傳輸率(一般小于11Mbps),以避免11a/g手持設(shè)備和非常慢/遠(yuǎn)的客戶端的帶寬爭奪。禁用1至2Mbps的基本速率也能夠減少WLAN過載。
  •頻道:這里的建議與手持設(shè)備的類型及總體RF設(shè)計(jì)有關(guān)。Vocera的例子假定使用的是一個(gè)11g手持設(shè)置(2.4GHz),但是11a和11n的雙頻手持設(shè)備應(yīng)該使用(非DFS)5GHz頻道。優(yōu)先級(jí)會(huì)有所幫助,但是如果您希望完全避免非語音爭奪,那么要使用獨(dú)立的頻道傳輸VoIP。
  •密度和呼叫接入控制:雖然不屬于這個(gè)范圍,但是大多數(shù)制造商都推薦每一個(gè)AP最多支持7至12個(gè)并發(fā)的VoIP客戶端。一般情況是,在使用率超過50%時(shí),帶寬爭奪就會(huì)影響VoIP性能。為了更好地管理資源使用,我們可以使用WLAN呼叫接入控制特性來限制、拒絕或重定向通話或切換請(qǐng)求,甚至保留語音容量。
  •超時(shí)設(shè)定:為了減少客戶端在小單元WLAN的AP之間漫游時(shí)可能產(chǎn)生的延遲,我們應(yīng)該一開始就設(shè)置恰當(dāng)規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)單元,并使客戶頻道掃描較短的清單。在安全的WLAN中,要減少完整的802.1X重新認(rèn)證,并通過隨機(jī)密碼緩存來加快漫游的完成,或者轉(zhuǎn)而使用PSK。
  最后,實(shí)際的WLAN性能應(yīng)該根據(jù)語音設(shè)計(jì)目標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)證。通用的目標(biāo)包括幀丟失<2%,抖動(dòng)<10ms,而WLAN減少的延遲和AP切換延遲均<50ms。這些指標(biāo)都會(huì)影響總體的呼叫質(zhì)量,它們通常是通過平均意見評(píng)分(MOS)計(jì)算得到的,其中長話質(zhì)量應(yīng)該在4以上。
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