隨著寬帶通信和Wi-Fi接入點的日益增多，以及VoIP的日益普及，兩種技術的融合近在咫尺。VoIP-over-Wi-Fi (VoWi-Fi)有希望成為進一步推動VoIP和寬帶普及的理想應用。Infonetics的調查報告顯示，2004年出售的VoWi-Fi手機大約為11.3萬臺，這種較高的應用比率將一直持續到2009年。
然而，為了使大眾能容易理解并采用VoWi-Fi，生產手機的OEM和ODM廠商還要克服許多技術障礙。例如，盡管新的標準(如802.11g)的傳輸速率已高達54 Mbits/s，然而目前許多已安裝Wi-Fi的熱點仍在運行舊的802.11b標準，其傳輸速率僅為11 Mbits/s。
根據無線網絡的共享特性，不同的網絡數據率意味著必須考慮每個語音呼叫所需消耗的帶寬數量。可能存在的帶寬限制最好是通過選擇VoWi-Fi設備所支持的語音編解碼器來解決。此外，Wi-Fi網絡中的帶寬問題促使我們需要提高Wi-Fi網絡上及整個端對端網絡上的固有服務質量(QoS)水平。
許多人把VoWi-Fi手機視為當今無繩電話或歐洲數字無繩電信系統(DECT)電話的VoIP替代品。因此，用戶將期望有類似的待機、通話時間以及其他新功能。所以，電源管理和延長電池工作壽命的能力是任何VoWi-Fi設備的關鍵元素。
VoWi-Fi帶寬考慮/編解碼器選擇
當拿每個VoIP通道所需的典型帶寬與大多數Wi-Fi接入點的可用帶寬比較時，我們發現似乎沒有必要討論VoIP應用的帶寬可用性。畢竟，即使是舊的802.11b標準也有11Mbit/s的傳輸速率。因為G.711運行在相對來說微不足道的64kbit/s速率，Wi-Fi帶寬似乎遠遠超過VoIP編解碼器的最低要求。
然而，請想一想爭取Wi-Fi頻段的應用的巨大數量：家庭媒體服務器的流式MP3音頻、多玩家游戲、網上沖浪和其他設備到設備的數據傳輸，再想一想會迅速把連接速率從11 Mbits/s下降為5.5、2甚至1 Mbits/s的各種環境因素;這樣，你就不會再認為單次VoIP通話所需的帶寬與實際剩余帶寬之間的差異很巨大了。
VoIP設計為可在各種網絡環境(包括帶寬有限的網絡)中使用，因此業界已開發出的技術可把標準電話信號壓縮為更有效的比特流。傳統的電路交換普通老式電話業務(POTS)以64 kbits/s的數據傳輸速率捕獲語音通話。這種稱為G.711的編碼方案實施簡單，而且本身與電路交換網絡兼容，因此它仍然被廣泛應用于VoIP，以提供長話級話音。
為了更有效地利用網絡帶寬進行語音傳輸，業界已開發出多種備選語音編解碼器。這些編解碼器如G.729、G.723.1和iLBC使用多種復雜的處理技術來壓縮捕獲到的語音流，這意味著可大大減少傳輸相同電話聲道所需的網絡帶寬。然而，把電話聲道壓縮成較小比特流的結果會對音質造成或多或少的影響，并增加執行編解碼器所需的處理能力。
利用當今的通信設備已有的處理能力，業界已開發出多種技術，以使VoIP通話比POTS網絡上的通話音效更好。其中，使用寬帶編解碼器的目的是為了提供比G.711保真度更高的語音復制。由于保真度較高，因此需要更多的帶寬來打包語音。在大多數情況下，寬帶編解碼器仍然比G.711消耗更少帶寬;然而，它們在DSP或CPU上執行時所消耗的處理周期通常比G.711多很多。同樣地，需要平衡的因素包括可察覺的語音質量、網絡帶寬消耗和處理器性能。
表1比較了各種常見VoIP編解碼器及其通常的數據傳輸速率和代表性的平均鑒定分數(MOS)。MOS分數是一種主觀衡量，分為1至5分，分數越高，所察覺的業務質量越好。
由于VoIP連接的兩端必須使用相同的編解碼器，因此VoWi-Fi手機必須在設備限制范圍內及其運行環境中提供種類盡可能多的編解碼器。當今大多數支持VoIP的端點都支持G.711和G.729，而且越來越多設備提供其他窄帶編解碼器(如G.723.1)以及用于功能更豐富的設備的寬帶編解碼器(如G.722.2)。
VoWi-Fi的服務質量
Wi-Fi網絡本身是一個共享介質，使用此網絡的所有用戶對可用帶寬具有相同的使用權。隨著支持Wi-Fi的設備繼續增多，越來越多的端點爭奪這種日益減少的資源。對于許多把Wi-Fi用作通信網絡的業務，接收或傳送數據中的周期性延遲不會導致可察覺的問題。然而，語音通信的實時性質，使擁擠的Wi-Fi網絡中發生的延遲或中斷更加不可接受。
最初的 802.11規范對服務質量沒有直接的規定;該協議設計為對訪問介質的所有設備具有公平、相等的接入權。然而，由于Wi-Fi已取得發展，應用范圍已擴大，因此提高固有服務質量水平的需要已變得很明顯。為滿足此需求，業界已開發出802.11e規范，其主要目標是為Wi-Fi網絡定義服務質量。802.11e規范設計的其中一個主要特點是，它對各種不同類型的通信流采用不同的“優先級別”。
通過為特定類型的通信流指定較高的優先級，網絡設備可以恰當地排列和管理流量，以在網絡擁擠的情況下傳送更高優先級的通信流。802.11e標準定義了四種接入類別，語音相關的通信流被指定為最高優先級，而為視頻數據、盡力傳送型數據和后臺數據按遞減順序指定剩余的級別。像所有優先級方案一樣，流量分類的工作交由應用程序執行，所有應用程序都必須“公平”地對待優先級排序方案，以在網絡層上發揮作用。
此外，由于大多數VoIP通話不會在指定的當地Wi-Fi網絡中開始和終止，因此必須把整個網絡設計為支持一致服務質量的方案。以太網能夠攜帶優先級信息，作為802.1p擴展的一部分(現在包含在更新的802.1D規范中)。
此擴展定義了八個優先級，使以太網交換設備上可以有許多截然不同的隊列。同樣地，通過使用DiffServ或IntServ協議，在網絡層中可以有服務質量保證。在設計可傳送VoIP話務的網絡時，必須考慮如何解決端對端業務質量的問題，以及在有線到無線網絡邊界如何轉換此服務質量信息。在支持802.11e的Wi-Fi接入點中，必須把802.11e映射到802.1p(或DiffServ)服務質量。
802.11e規范在與VoWi-Fi手機配合使用時的另一個重要屬性是能夠定時傳送數據包到網絡上的端點。此特性使設備可以在某些定時間隔中協調一批數據包的接收。定義網絡流量何時到達的能力，使設備可以在需要傳輸話務或接收排定的輸入數據以外的時間關閉Wi-Fi子系統。這樣，系統設計員可進一步把設備的整體電量消耗減至最少。
[nextpage]VoWi-Fi的電池壽命問題
阻礙VoWi-Fi手機迅速普及的一個重要因素可能是電池壽命。許多第一代設備的待機時間比大多數便攜式電話的通話時間還要短。顯然，要使VoWi-Fi手機為消費者所廣泛采用，這些設備的電池壽命必須能夠比得上目前的便攜式、無繩或DECT電話的電池壽命。更復雜的問題是，用戶已習慣便攜式電話的小體積，這就在設備可使用的電池大小方面對OEM或ODM設置了限制。
設備中的Wi-Fi組件是VoWi-Fi手機中消耗最多電池電量的組件之一。雖然新一代Wi-Fi芯片的耗電量將大大減少，但VoWi-Fi手機中許多其他器件要共享有限的電量。例如，傳統的DSP設計需要多個處理器或系統級芯片器件來執行所有的VoIP功能。
在這些設計中，一般的人機界面(MMI)以及VoIP通話控制功能使用傳統的應用處理器(ARM、MIPS等)，而DSP則用于語音到數據包到語音的轉換。此方法在便攜設備的設計中暴露出很多缺點。
最后，使用分立的應用處理器和DSP(不管是作為獨立組件還是作為系統級芯片的核心)會導致更大的物理封裝，從而減少了產品中較大電池的可用內部面積。此外，整個系統中組件的增多會增加設備的整體電量消耗。
“無DSP”設計
有一種技術可改善VoWi-Fi設備電量消耗，即充分利用“無DSP”設計方法，在這種設計中，語音處理是在應用處理器中進行的。隨著用于便攜式用途的通用應用處理器的發展，它們已有足夠的處理能力執行需進行大量計算的工作(如語音處理)以及其他的一般應用功能。在應用處理器上執行語音處理功能以及去掉DSP，可直接實現節能和減少物理封裝體積。圖1顯示了無DSP的VoWi-Fi手機。
與VoWi-Fi設備電池供電、便攜特性有關的考慮因素也必須應用于整個軟件架構。為了在待機狀態下盡可能地省電，在不進行處理時，系統必須關閉外部硬件以及處理器的電源。
在不通話時，設備只應執行非常少量的、不經常進行的工作。內嵌的操作系統和相關的應用程序應定期喚醒(時間間隔介于250 ms和500 ms之間)以檢查有沒有輸入事件，如收到要求開始VoIP通話的SIP通話控制數據包。可能提高系統處理層次的其他事件包括用戶按鍵盤上的按紐以啟動通話。在這種情況下，硬件應設計為允許中斷，以喚醒系統的適當部分并開始處理適當的工作。
允許對處理器時鐘頻率進行程序式控制的CPU子系統可被用來延長VoWi-Fi設備的電池壽命。通過讓處理器以較慢的時鐘頻率運行以進行正常的MMI交互作用，然后突然提高處理器速度，提供最大的性能以在VoIP通話過程中進行語音處理，系統可持續地設法從電池騰出額外的待機和通話時間。單處理器、無DSP架構實際上使應用程序開發員可以更容易地實施程序式的處理器速度控制，因為他們無需擔心系統中多個處理器之間可能發生的時鐘同步問題。
從VoIP軟件子系統的角度來看，必須小心不要假設系統中指定硬件資源的可用性，也不要鎖定某一指定的資源而使其無法在長時間不需要使用時斷電。VoIP軟件的設計必須以這種“外部”控制觀點為核心。
VoIP軟件應設計為應用程序可以控制VoIP軟件執行的時間(及其可訪問的資源)，使系統在任何特定的時間不需要某些硬件資源時關閉或中斷它們。例如，當沒有正在進行的通話時關閉麥克風和喇叭接口，將有助于延長電池壽命。如果這是通過簡單的運行至完成模式來實現的，那么應用程序能夠按需要在通話間隔時間內關閉系統的各個部件。
VoWi-Fi的前景
此處的設計考慮因素適用于單模、專用VoWi-Fi手機以及新興的結合便攜式和VoWi-Fi功能的“雙模”手機。實際上，VoWi-Fi的增長預計將來自于承諾可在兩種網絡制式之
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