【大学课件】研究生信息通信：WLAN节能机制讨论PPT.ppt

2019/6/27,1,WLAN节能机制讨论,2019/6/27,2,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,2019/6/27,3,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,2019/6/27,4,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,2019/6/27,5,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。,2019/6/27,6,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?,2019/6/27,7,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。,2019/6/27,8,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。,2019/6/27,9,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,2019/6/27,10,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。,2019/6/27,11,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。,2019/6/27,12,动态窗口调整规则,3，若在其ATIM窗口结束后，又收到ATIM帧。,2019/6/27,13,动态窗口调整规则,4，若收到了带有标记的数据包，size过小。,2019/6/27,14,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。,2019/6/27,15,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。,2019/6/27,16,2019/6/27,17,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。,2019/6/27,18,谢谢大家!,