【大学课件】研究生信息通信:WLAN节能机制讨论PPT.ppt
2023/8/4,1,WLAN节能机制讨论,2023/8/4,2,主要内容:,IEEE 802.11 用于DCF(Distributed Coordination Function)的节能模式PSM(Power Saving Mechanism)对PSM的改进DPSM(Dynamic PSM)MAC层控制机制,2023/8/4,3,节点(无线接口)的工作状态,1,Off state 停止工作,不消耗能量2,Doze state 休眠状态,不侦听信道和收发据,消耗很少量能量。3,Awake state 唤醒状态,消耗大量能量 有三种工作模式:transmit mode,receive mode,idle mode 另:状态(state)转换(Doze-Awake)也会带来附加的能量消耗,2023/8/4,4,PSM 节能机制,前提条件各节点保持同步时隙ALOHA CSMA/CA协议 信号时隙BI(beacon interval)ATIM窗口,2023/8/4,5,在ATIM窗口中所有节点都处于活动状态,因此有数据要发送的节点必须乘此窗口通知接收节点(以发送一种ATIM包的形式,遵循CSMA/CA的原则),让它在ATIM窗口之后仍保持活动。一旦收到ATIM包,接收节点首先判断此ATIM包是否要求广播或多播,如果不是则立即回送一个ATIM-ACK包。至此,完成了ATIM握手过程。ATIM窗口结束后,发收双方节点开始以RTS-CTS-DATA-ACK的方式发送和接收数据。没有数据发送和接收的节点,则在ATIM窗口之后进入休眠状态,直到下一个信号时隙开始。,2023/8/4,6,PSM 的不足:,ATIM窗口长度固定 如果ATIM窗口太小,可能会导致没有足够的时间发送 ATIM帧,从而潜在地降低网络吞吐量;如果ATIM窗口太大,则可能没有足够的时间发送数据帧,从而降低吞吐量。太大的ATIM窗口还可能造成不必要的能量浪费,尤其对低负载的网络。数据发送完毕一直保持Awake状态,浪费能量。如何改进?,2023/8/4,7,改进的机制:DPSM,动态调整ATIM窗口长度。若数据较少,发完后剩余BI时间长(离下一个BI来临),就立刻进入Doze State。一点考虑:状态转换要耗能,剩余时间太短 就不必要转换了。,2023/8/4,8,DPSM实现机制,1,A,B建立ATIM握手后,A在给B发送数据时带上 其要迫切发给B的数据包数。如果在当前BI中 不能将这些包发完,它们会在下一个BI中继续 通信,不再建立ATIM握手。,2023/8/4,9,DPSM实现机制,2,动态增减ATIM窗口长度,长度在一个有限集合ATIMmin,ATIMmax中取,不同的Level。3,在实现ATIM握手时采用退避算法。0,CW,2023/8/4,10,DPSM实现机制,4,Packet marking.ATIM握手多次失败,对要发送的数据包进行标 记,并增加标记数值。便于调整窗口大小。5,在ATIM帧中捎带该节点ATIM窗口长度。在4,5两种机制下,可产生一种根据ATIM窗口的长短或最大的包标记数的大小来安排的发送优先权队列。,2023/8/4,11,动态窗口调整规则,1,根据节点缓存中剩余的没能发送出去的包的数目n。n较大,表明size过小。2,根据旁听到别的节点的窗口大小,若相差过大,需要做适当调整。,2023/8/4,12,动态窗口调整规则,3,若在其ATIM窗口结束后,又收到ATIM帧。,2023/8/4,13,动态窗口调整规则,4,若收到了带有标记的数据包,size过小。,2023/8/4,14,动态窗口调整规则,5,若节点成功建立ATIM握手,并且没有前面的要增大窗口size的规则影响,表明size过大需要减小一个level,直至ATIMmin。,2023/8/4,15,结论:,根据单位能耗的网络总吞吐量来衡量,DPSM性能优于PSM和WOPSM。,2023/8/4,16,2023/8/4,17,进一步想法:,可以根据网络流量,固定ATIM窗口长度而 增大BI的长度,增加休眠时间以节能。ATIM窗口长度和BI的长度同时动态调整。,2023/8/4,18,谢谢大家!,