在WLAN上實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音通信是一種新型技術(shù)，In-Stat MDR預(yù)測(cè)，全球VoWLAN無(wú)線電話的發(fā)貨量將從2002年的9萬(wàn)部增加到2007年的100萬(wàn)部以上。但這種技術(shù)要達(dá)到實(shí)用必須解決幾大技術(shù)障礙，功耗問(wèn)題就是其中之一。本文在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，從兩個(gè)方面入手介紹了如何降低VoWLAN電話的功耗。

VoIP技術(shù)給電話系統(tǒng)帶來(lái)了革命性的變化，它通過(guò)電話實(shí)現(xiàn)話音和數(shù)據(jù)互聯(lián)的融合，從而無(wú)需單獨(dú)的數(shù)據(jù)和話音電纜系統(tǒng)，它還提高了網(wǎng)絡(luò)效率并降低每次呼叫的成本。與此同時(shí)，我們也正在經(jīng)歷無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)的迅速增長(zhǎng)，WLAN技術(shù)允許用戶以無(wú)線方式訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)。

這兩種標(biāo)準(zhǔn)都是具有革命性的技術(shù)，而將它們結(jié)合起來(lái)其影響力將更大，這就是VoWLAN或WLAN話音技術(shù)。VoWLAN方案為引入新型通信設(shè)備鋪平了道路，使用戶可以暢游在企業(yè)網(wǎng)、住宅寬帶網(wǎng)及公用Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)之間。

初看之下，這個(gè)解決方案幾乎再平常不過(guò)了：隨便找一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的VoIP有線電話，給它配上WLAN通信單元，再將接入點(diǎn)(AP)安裝到網(wǎng)絡(luò)中，不就可以用VoWLAN手機(jī)通話了嗎？然而事情并不那么簡(jiǎn)單，至少有三大技術(shù)障礙必須清除：

1．外形與體積，包括設(shè)備大小和重量，它必須與目前的無(wú)線電話相配，但是價(jià)格可能更高一點(diǎn)，因?yàn)閃LAN能提供更多的應(yīng)用；

2．即使在WLAN環(huán)境中，仍然需要實(shí)施QoS，因?yàn)閃LAN實(shí)際上是用于數(shù)據(jù)傳送的，不能保證帶寬；

3．功耗必須足夠低以便在兩次充電之間保證高效率長(zhǎng)時(shí)間的工作。

第一個(gè)障礙看起來(lái)已經(jīng)掃除了，初期產(chǎn)品已推向市場(chǎng)，而且初看之下幾乎不能將它們與普通的無(wú)線電話區(qū)分開(kāi)來(lái)。第二個(gè)障礙，即QoS，只是有時(shí)會(huì)在標(biāo)準(zhǔn)解決方案(如IEEE 802.11e)中遇到，專用方案也能解決這個(gè)問(wèn)題，實(shí)際上這類方案正在被采用，不過(guò)在實(shí)際使用時(shí)有一些限制，而且如果標(biāo)準(zhǔn)推出以后，這些專用方案可能與標(biāo)準(zhǔn)不兼容。第三個(gè)障礙是我們現(xiàn)在必須集中精力解決的，即怎樣設(shè)計(jì)一個(gè)VoWLAN解決方案使之能用目前實(shí)際使用的電池滿足運(yùn)行時(shí)間的要求？

主要技術(shù)挑戰(zhàn)

關(guān)于VoWLAN電話的功耗，其要求包括以下幾項(xiàng)：

1．電池容量應(yīng)該達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)水平，否則會(huì)使價(jià)格、重量或尺寸增加；

2．待機(jī)時(shí)間應(yīng)能連續(xù)工作50多小時(shí)(相當(dāng)于一周工作時(shí)間，再加上工作之外的一些使用)；

3．通話時(shí)間應(yīng)多于5小時(shí)，這樣電話較多的人可以使用一整個(gè)工作日。

如果上述3項(xiàng)指標(biāo)都能達(dá)到(即使用標(biāo)準(zhǔn)800mAh電池)，那么通話期間平均功耗應(yīng)不超過(guò)160mA，處于待機(jī)模式期間平均為16mA。

圖1給出了一個(gè)典型的VoWLAN芯片組方案，該芯片組主要由以下部分組成：

1．T8307 VoIP處理器，包含一個(gè)微控制器和一個(gè)DSP內(nèi)核。DSP用于實(shí)現(xiàn)VoIP電話的一般功能，線性音頻采樣經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)壓縮過(guò)程并轉(zhuǎn)換成G711、G729A或G723.1這三種常見(jiàn)聲碼格式之一；它還必須實(shí)施回聲消除以去掉無(wú)線電話從揚(yáng)聲器到麥克風(fēng)的反饋聲；另外還要執(zhí)行鍵盤(pán)掃描、顯示控制、電源管理和通信功能等控制。

2．CSP2200模擬組件。它具有很多功能，如控制外部麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器的緩沖放大器、用于話音信號(hào)的模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換以及用于電池供電和充電管理電路中。

3．WL60010 WLAN MAC控制器，也即用于WLAN的專用處理器。它實(shí)現(xiàn)全部的實(shí)時(shí)控制和全部802.11 MAC管理，利用T8307作為“主機(jī)處理器”后，WL60010還能管理無(wú)線以太網(wǎng)接口，從而接管所有針對(duì)WLAN的任務(wù)。

4．WL1141 WLAN PHY組件，即多芯片模塊，包括所有802.11b射頻解決方案(DSSS/CCK基帶處理器、2.4GHz收發(fā)器、性能增強(qiáng)器和濾波器)的WLAN功能。

為了便于討論功耗問(wèn)題，我們分為兩個(gè)VoIP芯片(包括外部組件)和兩個(gè)WLAN芯片分別考慮，然后再把結(jié)果放在一起。

VoIP部分

在無(wú)線電話中，通過(guò)組合應(yīng)用以下措施可以實(shí)現(xiàn)功耗降低：

1．?dāng)嚅_(kāi)不用的外部和芯片內(nèi)部電路組件(對(duì)芯片內(nèi)部電路一般切斷系統(tǒng)周期時(shí)鐘就足夠了)；

2．將DSP和微處理器內(nèi)核系統(tǒng)時(shí)鐘周期頻率降低(或甚至完全切斷)。

T8307和CSP2200組件都集成了必需的硬件，可以很靈活地實(shí)現(xiàn)上面提到的功能。CSP2200包括8個(gè)穩(wěn)壓器，這些穩(wěn)壓器能夠編程并單獨(dú)斷開(kāi)，可使T8307的系統(tǒng)時(shí)鐘周期頻率降低到32kHz。

T8307和CSP2200有兩種基本運(yùn)行模式：1．待機(jī)狀態(tài)：處理器和DSP處于省電模式，僅有鍵盤(pán)掃描器、定時(shí)器和實(shí)時(shí)時(shí)鐘在工作。通過(guò)32kHz振蕩器提供系統(tǒng)時(shí)鐘周期，它每隔400ms必須喚醒一次處理器；此外當(dāng)通過(guò)鍵盤(pán)輸入了要進(jìn)行某項(xiàng)操作的信號(hào)時(shí)，處理器也必須喚醒，這兩種情況下要求微處理器很快進(jìn)入工作模式。待機(jī)狀態(tài)期間的平均功耗是5mA。2．工作狀態(tài)：在這種狀態(tài)下，DSP/微控制器都接通，并使用