前言

隨著無線區域網路的日益普及，也帶動了影音多媒體在無線網路的相關應 用。在無線網路上傳遞多媒體資料，最主要的困難在於維持媒體資料的時效性，

較有效率的作法是利用所謂的多媒體影音串流技術(streaming)。多媒體影音串 流技術的原理，是把每個要播出的資料單元先分割成許多大小適當的封包，再傳 送到使用者端。由於類比影音經轉換成數位形式後，資料量是非常驚人的；並且 數位影音對時間的敏感性很強，即時性要求很高。因此，數位影音的傳輸一般先 經過壓縮使檔案變小後，經由網際網路傳輸到用戶端後，解壓縮以顯示或播放影 音內容。

目前廣泛使用的壓縮技術主要有 MPEG4、H.261、H.263 等，不同的壓縮技 術之間有不同的特點，以適應不同的應用，在[1]中提供了許多原始影像經過不同 壓縮技術壓縮後的 trace 檔。以電影 Jurassic park 及 Troopers 為例[1]，經過 MPEG4、H261 及 H.263 壓縮技術壓縮後的封包大小與產生區間分佈如圖 1-1 所 示。我們可發現三種不同壓縮技術的封包大小分佈有著很大的差異性；並且在封 包的產生間隔方面，H.263 有著高變動性的封包產生間隔，不同於 H.261 及 MPEG4 固定的間隔。不同壓縮技術所產生的串流特性統整如表 1-1 所示。

經由上述壓縮技術產生的影像串流便是產生變動性資料率 VBR (variable bit rate)的資料串流。如何確保 VBR 串流的服務品質(Quality of Service，QoS)是現今 許多研究的主要課題。

(a) (b)

(c) (d)

(e) (f)

圖 1-1：封包分佈與產生區間分佈：(a)、(b) H.261；(c)、(d) H.263；

(e)、(f)MPEG4。(資料來源：[1])

表 1-1：VBR 特性統整表

在無線區域網路(wireless local area network，WLAN)中，以碰撞機制為基礎 之 IEEE 802.11 DCF (distributed coordination function)，無法完整地確保即時性 VBR 串流之服務品質。因此，802.11e 標準[2]改善傳統 802.11 的無線網路媒介存 取(medium access control，MAC)協定，以提供更多即時性資料的服務品質保證。

雖然 802.11e 提供了增強的服務品質保證，但對於 HCCA 排程的資料流量監 督(policing)以及傳輸時間(TXOP Duration)分配仍然缺乏有效的管理。因此，在[3]

裡提出了一個 TXOP timer 的機制，利用 QSTA (QoS Station)等待的時間及 timer 增長率(TD/mSI)，以配置變動的傳輸時間。TXOP timer 可視為類似有線網路中之 token bucket 的效果，如圖 1-2 所示。

圖 1-2：token bucket 示意圖。

H.261 MPEG4 H.263 Packet Size variable variable variable Packet interval constant constant variable Mean Data Rate constant variable constant

假設一個 token bucket 最大可以存放 b 個 token，並且以速率 r (token/sec)累增。倘 若傳送一個封包需要一個 token，則所能傳送的封包數便取決於累積的 token 量。

如果 token bucket 沒有任何 token 又需要傳送封包，便必須等待 token 產生。如此，

可利用 token bucket 的 token 增長率來控制資料流量。而[3]所提出的 TXOP timer 機制，timer 會以 TD/mSI 的速率累增，其中 mSI (minimal Service interval)為資料 流的最小輪詢週期，其計算方法為平均封包大小除以平均資料產生率(L/ρ)；所以 timer 會每隔 mSI 增長一個 TD。除此之外，為了保證過大封包可以有效傳送，TXOP timer 機制另設定了一個傳輸門檻值，只有 timer 在大於門檻值的情況下才能傳送 資料，而此門檻值通常設定為資料流裡最大封包所需的傳送時間。所以如果一個 資料流有不尋常的產生速率，便可以利用 TXOP timer 所設定的傳輸條件來限制 資料的傳送量。