VoWLAN中轮询方法的探讨( 三 )


以HCCA进行同步
HCCA模式就如同N-body同步机制,由存取点为N个站台设定CBR轮询排程 。尽管典型的802.11系统无规律性,站台还是尽可能地按排程同步 。将这样的配置描述为N-body系统是相当合理的,因为对轮询排程上任一站的时序干扰,都会影响到其他N-1个站的时序 。
当AP通过流量规格(TSPEC)接收到来自站台的CBR要求时,HCCA机制便发挥作用,然后AP与该站进行CBR排程的通信 。一旦AP接受站台作为轮询的用户,此站台通常会进入睡眠状态,直到来自 AP预期的下行轮询或轮询加VoIP讯框抵达为止(图一) 。在规定的时间内(架构于OFDM的802.11a/g为9μs,802.11b则会更久),站台以上行VoIP资料(或QoS-NULL)讯框回应 。若站台发送上行资料,AP就以ACK回应 。
要知道此机制的耗电效率,让我们先考虑站台需保持唤醒状态的时间比例 。HCCA机制如需正确运作,在AP的下行轮询前,站台必须从睡眠模式中唤醒 。根据硬件设计而定,唤醒的程序约需0.1到1.0微秒 。然后站台必须等到下行轮询抵达,而轮询可能在站台预期的抵达时间到时仍未抵达 。不同的原因如干扰、通道上长持续时间的讯框、AP中内部排程冲突(轮询其他站台)、更高优先顺序的操作(AP必须传输一Beacon)、前一讯框超出预期的交换时间或是AP与站台之间的相对时脉偏移,均会造成延迟 。不过一旦下行轮询抵达,排程就会变得可猜测 。根据所选的解码器与PHY速率,上行/下行讯框交换应在不到1微秒的时间内发生 。
HCCA的固定位率排程
在HCCA机制中,时序的不确定性主要来自CBR轮询排程的延迟、失败后可能的重试以及使用可变PHY速率时,造成传输时间的变化 。根据这些不确定性,站台唤醒时间的约为2~5微秒 。以20微秒的解码器周期,此唤醒睡眠比所达成之效率比值为75%以上 。
存取站可实作802.11e标准中指定的HCCA操作模式,提供可猜测时间的VoIP轮询排程,以在WLAN站台能以睡眠模式减少耗电量时进行治理 。
假设平均通话时间约为100秒(以移动电话系统平均而言)而AP同时提供20通电话应用,WLAN可能每5秒就必须执行通话设定/解除 。即使在各站台经常进入与离开轮询清单的状况下,AP仍必须与每个站台维持已发布的CBR排程 。因此,AP也必须维持固定时槽的排程 。
这里所说的时槽,为针对特定站台之轮询讯框交换序列而指定的通道时段 。除非所有讯框都使用相同的PHY速率,使每次交换都占用相同的通道时间量,否则时槽的持续时间也会随之变化 。在时槽持续时间变化的情况下,无法达成效率佳的省电同步 。
可选择的方法之一,是让所有站台都以固定的PHY速度(6Mbps)操作,一次性避免不同持续时间造成的问题 。尽管此选项会浪费许多潜在的网络容量,但覆盖范围却极佳而且容量良好,能容纳约15个站台 。
若希望在使用不同PHY速率时也能降低耗电量,AP设计师可选择另外两种方法 。其中一个方法是变更排程,令AP能可靠地与每个相关站台通信 。此作法会导致额外的负担与可靠性的问题 。至于另一个方法,则是让AP利用每个时槽中未使用的时间中传输,如此非轮询站台就不会以Wi-Fi封包填入空置的空中 。此作法可维持同步排程 。
轮询排程面临更严重的挑战,是它必须支持使用不同解码器间隔时间的各种手机 。在此状况下,通常所建立的轮询排程,经常发生CBR用户间的时序冲突 。先前所估算的75%最低效率,并未将这种排程冲突列入考虑,这也会消耗部份站台睡眠时间预算 。
理想的HCCA排程,也会因偶然需发送多份下行VoIP讯框至站台而受到干扰 。当封包因网际网络或路由伫列行为而成群抵达AP时,就需要多份讯框 。除非所有概念时槽都有足够的额外时间预算,否则多份下行讯框会延迟CBR排程 。若需上行重新传输时,也会发生此类排程延迟 。为所有站台在每个时槽都保留额外的时槽时间是一种浪费通道时间的作法,因此排程延迟通常会以延长所有受影响的下行站台之开机时间加以解决 。

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