VoWLAN技术中若干问题探讨

方案。但是VPN技术在封装语音包时，不能对高低优先级加以识别，还可能导致延迟，降低语音质量。

4）基于IEEE 802.11b的安全保证。由于IEEE802.11b制定了WEP机制，为WLAN提供了WLAN ESS ID、访问控制列表和二层加密等保护手段。

5）防火墙技术，将接入点（AP）放置在防火墙外部，只允许具有合法地址的用户进入。

3、功耗

通常，GSM手机的通话时间超过5小时，待机时间超过100小时，人们希望VoWLAN手机也能达到这个标准，甚至超过这个标准。但WLAN采用CSMA/CA技术控制介质访问，研究和对实际系统的测试结果都表明，CSMA/CA是比TDMA耗能的访问机制，这是因为如果有数据包需要发送或接收，WLAN移动台必须始终保持在唤醒状态。

VoWLAN手机的功耗问题可归结为空闲模式和工作模式两种。

1）空闲模式

在空闲模式下，VoWLAN手机可以进入IEEE 802.11中定义的一种节能模式（PSM），如果没有数据包需要接收或发送，WLAN接口会一直休眠。这时，所有的射频和基带电路都会关闭，只有计数用的振荡器工作，因此，休眠模式下的功耗非常低。为了监听来自接入点的信标消息（beacon message），节能状态下的VoWLAN手机在每个监听间隔（listen interval）内都得唤醒一次。为了减小空闲模式下的功耗，在硬件方面，可以减少休眠和接收模式下的功耗，降低唤醒时间的精度，使接收信标消息的时间达到最小。在软件方面，可以扩大VoWLAN手机的监听间隔，以减少每个周期内的唤醒次数，但这要求当VoWLAN手机休眠时，接入点必须拥有足够的缓存来暂时存储分组。通常，保持在空闲模式下的VoWLAN手机，其功耗在5mW到50mW之间，但与GSM手机相比，功耗仍然较高。

2）工作模式

工作模式下的功耗是VoWLAN手机的又一关键问题，它决定了VoWLAN手机的最长通话时间。由于语音分组周期性到达，最直接的方法就是使WALN移动台始终保持唤醒，称为持续访问模式（CAM）。然而，基于持续访问模式的VoIP要求WLAN移动台始终保持唤醒状态，即VoWLAN手机没有分组可发送或接收也存在能量消耗。对于VoWLAN，基于IEEE 802.11中持续访问模式下的平均功耗在500mW到1W之间，具体值依WLAN的芯片而定。可以利用IEEE 802.11中的节能模式来减小工作模式下的功耗问题。在IEEE 802.11规范中指出，所有移动台都可先通知接入点然后进入休眠。当VoWLAN手机有分组需要发送时，它就唤醒自己，然后发送上行链路语音分组，发送完后，接着发出节电轮询（PS-poll）信息，以获取接入点的下行语音分组队列。由于下行链路语音分组被缓存在接入点内，将会产生一定的时延，通过使用抖动缓冲器可以减缓这种抖动。如果在工作模式下采用节能模式的方法，VoWLAN手机就只需在发送和接收上行链路/下行链路语音分组时进行唤醒，接着回到休眠状态，直到下一轮上行链路/下行链路语音分组的到来。这样可以降低50%～80%的功耗。

从以上分析可看出，若要降低VoWLAN手机的功耗，需得从减小接收、发射及休眠模式的功耗着手，这主要依靠硬件上的改进。在软件设计中，尽量减小MAC层无线信道竞争，将语音特点融入到对MAC层的设计中，同时可以考虑蜂窝系统中的一些设计概念，如不连续接收（DRX）和不连续发射（DTX），将它们引入到VoWLAN系统中。

4、移动性管理

通常，WLAN接入点的覆盖半径为50m～300m，如果VoWLAN手机不断移动，则会导致节点间的频繁切换。对于VoIP，语音分组时延的推荐标准是低于50ms，如果某个分组的时延超过了200ms，则认为该分组丢失。也就是说，VoWLAN手机从一个接入点移动到另一个接入点，其分组时延必须控制在50ms内。WLAN的移动性管理可分为两种情况：a）VoWLAN手机在接入点间切换，而不用改变其IP地址；b）由于两个接入点属于不同的子网，切换之后VoWLAN手机的IP地址会改变。为了恢复会话，可以考虑应用层切换，如会话启动协议（SIP）移动性。如果应用移动IP，那么应用层切换问题就可以留到IP层解决，因为移动IP可以确保VoWLAN的IP不变。

对于没有采用IEEE 802.1x和IEEE 802.11i的WLAN，50ms的时延标准比较容易达到。研究表明，要加入到新的WLAN中，一个移动台大约需要300ms～500ms的时间，这个过程包括扫描和加入新信道、认证以及联系新接入点。为了减小扫描时间，可采用SyncScan进行被动扫描，以减小WLAN的扫描时间。在VoIP会话期间同样可以扫描接入点，因为语音分组到达的时间间隔为10ms～30ms，而VoWLAN手机只需1 ms～2ms的时间来发射和接收上行链路/下行链路分组，VoWLAN手机可以利用空闲时间与其他信道进行交换，扫描WLAN的接入点。交换前，先向接入点发送