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(多图) WLAN话音面临功耗挑战

Peter Grabienski博士?? Agere公司无线LAN部;Bart Vos?? Agere公司客户产品部应用经理?? 2004年09月01日 ?? 收藏0
VoIP必定会给电话系统带来革命性的变化,这种技术通过电话实现了话音和数据互联的融合,从而不再需要单独的数据和话音电缆系统,与此同时它还提高了网络效率并降低了每次呼叫的成本。与此同时,我们也正在经历着无线局域网(WLAN)的迅速增长,WLAN技术允许用户以无线方式访问Internet并且通过网络接入点传输数据。
  这两种标准都是具有革命性的技术,而将它们结合起来所具有的影响力就更大了――这就是VoWLAN或WLAN话音技术。VoWLAN解决方案将为引入新型通信设备铺平道路,从此用户将畅游在企业网络、住宅宽带网络和公用Wi-Fi网络之间。
  初看之下,这个解决方案几乎是再平常不过了:随便找一个标准的VoIP有线电话,给它配上WLAN通信单元,再将接入点(AP)安装到网络中,不就可以用VoWLAN手机通话了吗?
  然而,事情并不是那么简单,至少有3个大的技术障碍必须清除:
  ·?形状因数,包括设备的大小和重量,必须与目前的无绳电话协调一致。但是价格可能更高一点,因为WLAN提供更多的应用和可能性;
  ·?即使在WLAN环境中,仍然需要实施QoS(Quality of

Service),因为WLAN实际上是用于数据传送的,不能保证带宽;
  ·?最后,功耗必须足够低以高效率地实现两次充电之间的长运行时间。
  第一个障碍看起来已经被清除了。最初的产品已经推向市场,而且初看之下,几乎不能将它们与普通的无绳电话区分开来。第二个障碍,即QoS,仅仅有时会在标准化解决方案(IEEE 802.11e)应用前的线路上遇到。专用解决方案也能解决这个问题,实际上这类解决方案已经使用。不过,在实际使用它们时确实受到限制,一旦一些标准推出以后,这些专用解决方案也许不能修改,因而无法遵循这些标准。
  第三个障碍是我们现在必须集中精力解决的:怎样设计一个VoWLAN解决方案使之能用现实可行的电池实现合理运行时间?
  挑战
  关于VoWLAN电话的功耗,以下要求适用
  ·?电池容量应该达到标准水平,否则将导致价格、重量或尺寸的增加;
  ·?备用时间应该够连续工作50多小时(等于一周的工作时间,加上一些工作时间之外的使用)
  ·?通话时间应该多于5小时,够电话通话很多的人用一整个工作日。
  如果上述3项指标遵循共同的准则(也就是标准800mAh电池),那么通话期间的功耗可能平均不超过160mA,处于备用模式期间平均不超过16mA。
  硬件
  下面的图表给出了一个典型的VoWLAN芯片组(这里是杰尔系统公司的4芯片解决方案)。
典型的VoWLAN芯片组

  这个芯片组主要由以下组件组成
  ·?T8307 VoIP处理器,由一个微控制器和一个DSP内核组成。DSP用于实现需要在VoIP电话中执行的一般功能。线性音频采样要经过数据压缩过程并需要转换成G711、G729A或G723.1这3种常见声码器格式之一。还必须实施回声消除以去掉无绳电话中从扬声器到麦克风的反馈。然后,必须执行的是键盘扫描、显示控制、电源管理和通信功能控制;
  ·?CSP2200模拟组件,具有很多功能,如用于控制外部麦克风和扬声器的缓冲放大器、用于话音信号的模数和数模转换器以及用于电池供电和充电管理的电路;
  ·?WL60010 WLAN MAC控制器,也就是适用于WLAN的专用处理器,它实现全部的实时控制和全部的802.11-MAC管理。用T8307作为"主机处理器",WL60010就能管理无线以太网接口,从而接管了所有针对WLAN的任务;
  ·?WL1141 WLAN PHY组件,也就是多芯片模块,包括所有802.11b射频解决方案(DSSS/CCK基带处理器、2.4GHz收发器、性能增强器和滤波器)的WLAN功能。
  为了讨论功耗问题,我们分别考虑两个VoIP芯片(包括外部组件)和两个WLAN芯片,然后再把结果加在一起。
  针对VoIP部分降低功耗
  在无绳电话中,通过组合采取以下措施可以实现功耗的降低:
  ·?断开不用的外部和芯片内部电路组件(对芯片内部电路,一般切断系统周期就足够了);
  ·?用于DSP和微处理器内核的系统周期频率降低(或甚至完全切断)。
  T8307和CSP2200组件都集成了必需的硬件,该硬件容许很灵活地实现上面提到的功能。CSP2200包括8个稳压器,这些稳压器可以编程并能单独断开。T8307的系统周期频率因而可以降低到32kHz。
  杰尔系统公司已经为T8307和CSP2200确定了两种有关的基本运行模式:
  ·?备用模式:处理器和DSP处于省电模式。仅有键盘扫描器、定时器和实时时钟是有效的。32kHz振荡器可以提供系统周期。每隔400ms必须唤醒一次处理器(参


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WLAN? 话音? 功耗?

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