新款無(wú)線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)VoIP詳解(三)
2009/10/19
HCCA的固定位率排程
在HCCA機(jī)制中,時(shí)序的不確定性主要來(lái)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(shí),造成傳輸時(shí)間的變化。根據(jù)這些不確定性,站臺(tái)喚醒時(shí)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(dá)成之效率比值為75%以上。
存取站可實(shí)作802.11e標(biāo)準(zhǔn)中指定的HCCA操作模式,提供可預(yù)測(cè)時(shí)間的VoIP輪詢排程,以在WLAN站臺(tái)能以睡眠模式減少耗電量時(shí)進(jìn)行管理。
假設(shè)平均通話時(shí)間約為100秒(以移動(dòng)電話系統(tǒng)平均而言)而AP同時(shí)提供20通電話應(yīng)用,WLAN可能每5秒就必須執(zhí)行通話設(shè)定/解除。即使在各站臺(tái)經(jīng)常進(jìn)入與離開(kāi)輪詢清單的狀況下,AP仍必須與每個(gè)站臺(tái)維持已發(fā)布的CBR排程。因此,AP也必須維持固定時(shí)槽的排程。
這里所說(shuō)的時(shí)槽,為針對(duì)特定站臺(tái)之輪詢訊框交換序列而指定的通道時(shí)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(shí)間量,否則時(shí)槽的持續(xù)時(shí)間也會(huì)隨之變化。在時(shí)槽持續(xù)時(shí)間變化的情況下,無(wú)法達(dá)成效率佳的省電同步。
可選擇的方法之一,是讓所有站臺(tái)都以固定的PHY速度(6Mbps)操作,一次性避免不同持續(xù)時(shí)間造成的問(wèn)題。盡管此選項(xiàng)會(huì)浪費(fèi)許多潛在的網(wǎng)絡(luò)容量,但覆蓋范圍卻極佳而且容量良好,能容納約15個(gè)站臺(tái)。
若希望在使用不同PHY速率時(shí)也能降低耗電量,AP設(shè)計(jì)師可選擇另外兩種方法。其中一個(gè)方法是變更排程,令A(yù)P能可靠地與每個(gè)相關(guān)站臺(tái)通信。此作法會(huì)導(dǎo)致額外的負(fù)擔(dān)與可靠性的問(wèn)題。至于另一個(gè)方法,則是讓AP利用每個(gè)時(shí)槽中未使用的時(shí)間中傳輸,如此非輪詢站臺(tái)就不會(huì)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(yán)峻的挑戰(zhàn),是它必須支持使用不同解碼器間隔時(shí)間的各種手機(jī)。在此狀況下,通常所建立的輪詢排程,經(jīng)常發(fā)生CBR用戶間的時(shí)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(huì)消耗部份站臺(tái)睡眠時(shí)間預(yù)算。
理想的HCCA排程,也會(huì)因偶爾需發(fā)送多份下行VoIP訊框至站臺(tái)而受到干擾。當(dāng)封包因網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)或路由佇列行為而成群抵達(dá)AP時(shí),就需要多份訊框。除非所有概念時(shí)槽都有足夠的額外時(shí)間預(yù)算,否則多份下行訊框會(huì)延遲CBR排程。若需上行重新傳輸時(shí),也會(huì)發(fā)生此類排程延遲。為所有站臺(tái)在每個(gè)時(shí)槽都保留額外的時(shí)槽時(shí)間是一種浪費(fèi)通道時(shí)間的作法,因此排程延遲通常會(huì)以延長(zhǎng)所有受影響的下行站臺(tái)之開(kāi)機(jī)時(shí)間加以解決。
通常工程師會(huì)把AP組態(tài)設(shè)定為避免長(zhǎng)期猝發(fā)或其他可能增加CBR排程延遲的情況發(fā)生。此組態(tài)對(duì)HCCA與EDCA同樣適用。
HCCA的簡(jiǎn)單、便利性能
HCCA輪詢的時(shí)序相互依賴性與另一種802.11e操作模式EDCA所應(yīng)用的省電法時(shí)序獨(dú)立形成對(duì)比。在HCCA中,AP管理所有時(shí)序并解決所有排程沖突。而在EDCA中,所有站臺(tái)自行管理其時(shí)序(因此時(shí)序管理為分散式),排程沖突則在空中以通道存取協(xié)定解決。
因此,EDCA站臺(tái)不像HCCA的站臺(tái)必須卑微地配合AP之輪詢排程,EDCA站臺(tái)可使用非排程APSD(Unscheduled APSD;UPSD)的特殊省電模式操作。此模式以站臺(tái)和AP之間的信號(hào)交握開(kāi)始,因此AP知道站臺(tái)將進(jìn)入睡眠模式,直到站臺(tái)準(zhǔn)備好傳輸VoIP訊框?yàn)橹埂?br />
站臺(tái)的喚醒程序可在無(wú)排程延遲、輪詢等待或因其他站臺(tái)或沖突排程而造成的時(shí)序效應(yīng)下發(fā)生。站臺(tái)喚醒并以可使用的最高優(yōu)先順序參數(shù)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(dòng)。然后AP以ACK回應(yīng)上行訊框。若有必要,站臺(tái)可重新傳輸并且保持在喚醒狀態(tài),直到AP發(fā)送一VoIP訊框或null指示(表示無(wú)可用VoIP封包可傳送)。傳統(tǒng)的AP硬件之AP回應(yīng)時(shí)間小于100?s,而改良后還可能縮短回應(yīng)時(shí)間。
由于一次性為一站臺(tái)管理時(shí)序,遠(yuǎn)比解決HCCA的N-body同步問(wèn)題簡(jiǎn)單得多,因此在現(xiàn)成的AP上新增EDCA功能,也相對(duì)容易許多。此外,EDCA如同HCCA機(jī)制,在20-ms
CBR的狀況下,可達(dá)到大致相同的75%省電效率。使用30-ms CBR間隔時(shí)間則可改善效率約83%。
802.11技術(shù)的改良勢(shì)必將網(wǎng)絡(luò)電話、網(wǎng)絡(luò)電話加資料、視頻加資料、網(wǎng)絡(luò)電話加視頻加資料等應(yīng)用帶入主流。盡管802.11標(biāo)準(zhǔn)并未涵蓋所有網(wǎng)絡(luò)電話服務(wù)的各個(gè)層面,但仍有相當(dāng)重要的標(biāo)準(zhǔn)。特別是HCCA與EDCA都能提供在相同無(wú)線通道中支持語(yǔ)音加資料的方法,同時(shí)能優(yōu)化手機(jī)電池壽命。
HCCA之外的選擇為EDCA操作模式,同樣也在802.11e中制定。EDCA可使用非排程自動(dòng)省電模式(Unscheduled Automatic
Power-Save Delivery;UPSD)機(jī)制,由站臺(tái)管理省電輪詢排程而不是由存取點(diǎn)(AP)管理。
C114中國(guó)通信網(wǎng)
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