优化802.11n实现无线局域网上的语音传输

虽然移动VoIP手持设备和启用Wi-Fi的智能手机仍在采用802.11a/g，但是这种情况正在发生变化。In-Stat公司预计到2013年有超过75000万的电话将嵌入11n芯片。其原因是：802.11n客户端现在能够实现一个立体流，避免MIMO成本、大小和电源的影响。

智能手机能够使用802.11实现高速数据应用程序，如流媒体，但VoIP如何从802.11n中受益呢？毕竟，VoIP并不需要很高的吞吐量，而且可能在客户端争夺时出现衰减。但是VoIP仍然能够从11n的覆盖范围和可靠性中受益，因为这些措施能够保证较高的服务质量（QoS）。

在VoIP呼叫过程中，客户会发送和接收很短的固定长度帧，其中包含了数字语音，并且是由codec（如，G.711）压缩和编码的。VoIP要求有一定的一致性条件，只能容忍少量的丢包（取决于codec），并且不宜有较长或波动的延迟（抖动）。因此，通过Wi-Fi实现VoIP面临的问题包括负载较高频道上带宽占用时长争夺、漫游前的新AP扫描和越区切换时的重新认证。

11n最利于提高VoIP性能的特性包括双频支持（提高了无线局域网容量，因而减少带宽争夺）、MRC与STBC（减少错误率）和WMM Power Save（提高电池寿命）。但是仅部署11n AP并不能创建支持语音的无线局域网。相反，您必须设计出符合规范的无线局域网——包括那些各个VoIP设备制造商所定义的规范。例如，下面的设置是Vocera推荐的无线局域网实现语音传输的设置。

图片来源：Vocera.com

这一设置适用于任何类型的无线局域网，但是Vocera也为Cisco和Aruba产品推荐了一些特殊的设置。Spectralink为Meru、Motorola和Ruckus 无线局域网推荐的设置稍微有些差别。而大多数的企业级无线局域网供应商也发布了他们自己的设计准则。这些数字可能有些难懂，那么让我们看看他们的内在原理。

◆传输功率：AP可以使用更高功率的天线，但是反过来理解，高于客户端传输功率的AP也是没有意义的。（虽然是这样，但是一定要根据供应商的规范来设置AP方面及其天线。）

◆覆盖和信号：测量每一个单元的边缘位置，确定客户端能够接收到-65 dBm以上的AP信号，反之亦然。在一致性方面，整个单元的信号噪音比应该大于25dB。

◆信号、DTIM和SSID：它们会影响客户端的休眠时长，从而影响电池寿命。一般推荐Delivery Traffic Indication Message (DTIM)间隔为1或2毫秒。减少SSID数量也能够减少信号过载。

◆优先级：WMM规定了客户端可用于指示它们正在发送语音、视频、最佳效果或后台帧的访问级别。11n AP使用这些指标对传输队列进行优先级划分（按SSID或按客户端。）语音流量必须使用WMM进行标记，以保证在多个应用共享频道时具有常规合格的通话时长。在AP上，WMM可以映射到802.1p（二层）或DSCP（三层）优先级标记。（注意：映射是非常重要的，但也是非常难实现的。）

◆PSPF：Public Secure Packet Forwarding指的是通常用于阻挡公共热点中客户端到客户端通信的过滤器。为允许802.11客户端之间传输VoIP流，我们必须禁用PSPF。

◆速率：许多制造商建议禁用低数据传输率（一般小于11Mbps），以避免11a/g手持设备和非常慢/远的客户端的带宽争夺。禁用1至2Mbps的基本速率也能够减少无线局域网过载。

◆频道：这里的建议与手持设备的类型及总体RF设计有关。Vocera的例子假定使用的是一个11g手持设置（2.4GHz），但是11a和11n的双频手持设备应该使用（非DFS）5GHz频道。优先级会有所帮助，但是如果您希望完全避免非语音争夺，那么要使用独立的频道传输VoIP。

◆密度和呼叫接入控制：虽然不属于这个范围，但是大多数制造商都推荐每一个AP最多支持7至12个并发的VoIP客户端。一般情况是，在使用率超过50%时，带宽争夺就会影响VoIP性能。为了更好地管理资源使用，我们可以使用无线局域网呼叫接入控制特性来限制、拒绝或重定向通话或切换请求，甚至保留语音容量。

◆超时设定：为了减少客户端在小单元无线局域网的AP之间漫游时可能产生的延迟，我们应该一开始就设置恰当规模的网络单元，并使客户频道扫描较短的清单。在安全的无线局域网中，要减少完整的802.1X重新认证，并通过随机密码缓存来加快漫游的完成，或者转而使用PSK。

最后，实际的无线局域网性能应该根据语音设计目标进行验证。通用的目标包括帧丢失<2%，抖动<10ms，而无线局域网减少的延迟和AP切换延迟均<50ms。这些指标都会影响总体的呼叫质量，它们通常是通过平均意见评分（MOS）计算得到的，其中长话质量应该在4以上。