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VoWLAN應(yīng)用若干問(wèn)題的分析與對(duì)策

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隨著無(wú)線通信技術(shù)和移動(dòng)終端的迅猛發(fā)展，以IEEE802.11為基礎(chǔ)的無(wú)線局域網(wǎng)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛 。據(jù)In-Stat/MDAR公司猜測(cè)VoWLAN(無(wú)線局域網(wǎng)上傳輸語(yǔ)音)將成為競(jìng)爭(zhēng)力很強(qiáng)的語(yǔ)音傳輸技術(shù)，預(yù)計(jì)到2006年，將有50萬(wàn)臺(tái)基于802.11無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的語(yǔ)音終端設(shè)備投向市場(chǎng)，其前景十分樂(lè)觀 。盡管VoWLAN的應(yīng)用方案（見(jiàn)圖1）已經(jīng)呈現(xiàn)在我們的面前，但是要保證業(yè)務(wù)能順利開(kāi)展還有許多問(wèn)題有待解決，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面 。
圖1VoWLAN應(yīng)用方案
一、語(yǔ)音質(zhì)量問(wèn)題
傳統(tǒng)的IP網(wǎng)絡(luò)主要是用來(lái)傳輸數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),采用的是盡力而為的、無(wú)連接的技術(shù)，存在失序到達(dá)和時(shí)延抖動(dòng)甚至分組丟失等情況 。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)實(shí)時(shí)性要求不高,但話音屬于實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，對(duì)時(shí)序、時(shí)延等有嚴(yán)格的要求 。
語(yǔ)音質(zhì)量傳統(tǒng)上是采用主觀方法來(lái)衡量的 。它主要采用ITU 建議的P.800中的MOS（mean opinion score）指標(biāo) 。ITU P.800標(biāo)準(zhǔn)解釋了在不同的時(shí)延和數(shù)據(jù)丟失的情況下人對(duì)通話的反應(yīng) ?，F(xiàn)在，在建立語(yǔ)音測(cè)量客觀標(biāo)準(zhǔn)方面已經(jīng)取得了顯著的進(jìn)步 。ITU 推薦標(biāo)準(zhǔn)G.107采用E-MODEL 來(lái)測(cè)量語(yǔ)音質(zhì)量 。E-MODEL告訴我們有兩個(gè)主要因素會(huì)影響數(shù)字語(yǔ)音在WLAN上的傳輸，它們是時(shí)延和數(shù)據(jù)丟失，失序到達(dá)問(wèn)題可以采用RTP和RTCP技術(shù)加以解決，下面分別加以介紹 。
1．時(shí)延的影響
語(yǔ)音通話時(shí)，假如時(shí)延過(guò)大就會(huì)失真，嚴(yán)重的還會(huì)使通話無(wú)法進(jìn)行 。VoWLAN中單向時(shí)延有四部分組成 。
（1） 傳播時(shí)延
信號(hào)傳播時(shí)間有通話距離決定的 。因?yàn)闊o(wú)線電傳播的速度和光速一樣，所以傳播時(shí)延沒(méi)有那么顯著，短距離通信時(shí)可以忽略不計(jì)，但洲際通信時(shí)則是要考慮的 。
（2） 打包時(shí)延
編解碼器把摸擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)要花費(fèi)時(shí)間 。高碼流編解碼器例如G.711的IP打包速度比較快，大約1ms 。低碼流編解碼器要用更多的時(shí)間，因?yàn)樗鼈円捎脡嚎s技術(shù)來(lái)減少包的尺寸 。例如編解碼器G.723把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)有67.5ms的時(shí)延 。因而使用高壓縮率的解碼器可以減少VoWLAN上的流量，相應(yīng)的時(shí)延也會(huì)增加 。也就是說(shuō)一旦編解碼器的算法選定，是時(shí)延便固定了 。
（3） 緩沖器時(shí)延
緩沖器在接收機(jī)上主要用來(lái)消除當(dāng)VoIP包失序到達(dá)時(shí)產(chǎn)生的語(yǔ)音回聲 。把VoIP包直接轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)前，進(jìn)來(lái)的包會(huì)預(yù)先保存在緩沖存儲(chǔ)器中 。編解碼器然后從緩沖器中取出下一個(gè)包并轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)，也就是說(shuō)VoIP包在進(jìn)入編解碼器前要先經(jīng)過(guò)緩沖器 。當(dāng)時(shí)延過(guò)多時(shí)，取出動(dòng)作就會(huì)停止直到新包的到來(lái)，這樣就會(huì)導(dǎo)致通話的中斷 。所以設(shè)計(jì)VoWLAN系統(tǒng)時(shí)應(yīng)該仔細(xì)考慮接收機(jī)緩沖器的大小 。假如緩沖器處理太多的包可能會(huì)產(chǎn)生顯而易見(jiàn)的延時(shí)進(jìn)而惡化語(yǔ)音質(zhì)量 。但是，假如緩沖器只能處理太少的包，通話會(huì)產(chǎn)生瞬間的中斷 。
（4） 傳輸時(shí)延
從路由器到防火墻再到交換機(jī)等等，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都會(huì)產(chǎn)生時(shí)延 。有些設(shè)備例如集線器，時(shí)延是相對(duì)不變的 。其他設(shè)備例如路由器的時(shí)延會(huì)因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)的流量和擁堵情況而變化 。對(duì)于WLAN來(lái)講傳輸時(shí)延是有通信數(shù)據(jù)速率決定的 。在802.11b網(wǎng)絡(luò)中，假如傳輸速率是1Mbit/s，時(shí)延則要比11Mbit/s的高出11倍 。
雖然以上四種時(shí)延都會(huì)影響語(yǔ)音質(zhì)量，但是前三種是不受控的，能提高的余地很?。欢鴤鬏敃r(shí)延可以通過(guò)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)加以改善 。
2．?dāng)?shù)據(jù)丟失的影響
因?yàn)閂oIP包傳輸具有時(shí)實(shí)性的特點(diǎn)，所以就沒(méi)有時(shí)間重新發(fā)送丟失的包 。這些丟失的包會(huì)使語(yǔ)音通信產(chǎn)生間斷，進(jìn)而產(chǎn)生靜音，假如丟失發(fā)生的頻繁則會(huì)使通話變得好無(wú)意義 。
無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中有兩個(gè)主要的原因會(huì)導(dǎo)致包的丟失：CSMA域中流量過(guò)大，有沖突的包就會(huì)被丟棄；或者時(shí)延變化過(guò)大，因?yàn)榘竭_(dá)緩沖器過(guò)晚或過(guò)早而被丟棄 。

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