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1、2023/2/201WLAN节能机制讨论节能机制讨论2023/2/202 主要内容：主要内容：lIEEE 802.11 用于DCF(Distributed Coordination Function)的节能模式PSM(Power Saving Mechanism)l对PSM的改进DPSM(Dynamic PSM)lMAC层控制机制层控制机制2023/2/203 节点节点(无线接口无线接口)的工作状态的工作状态l1,Off state 停止工作停止工作,不消耗能量不消耗能量l2,Doze state 休眠状态休眠状态,不侦听信道和收发据，不侦听信道和收发据，消耗很少量能量。消耗很少量能量。l3,
2、Awake state 唤醒状态唤醒状态,消耗大量能量消耗大量能量 有三种工作模式：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 2023/2/204PSM 节能机制节能机制l前提条件各节点保持同步同步l时隙ALOHA CSMA/CA协议 信号时隙BI I(beacon interval)ATIM窗口2023/2/205l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
3、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。2023/2/206 PSM 的不足：的不足：lATIM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
4、的能量浪费，尤其对低负载的网络。l数据发送完毕一直保持Awake状态，浪费能量。l如何改进?2023/2/207改进的机制：改进的机制：DPSMl动态调整ATIM窗口长度。l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。2023/2/208DPSM实现机制实现机制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。2023/2/209DPSM实现机制实现机制2，动态增减ATIM窗口长
5、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,CW2023/2/2010DPSM实现机制实现机制l4,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。l5,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。2023/2/2011动态窗口调整规则动态窗口调整规则l1，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。l2，根据旁听到别的节点的窗口大小
6、，若相差过大，需要做适当调整。2023/2/2012动态窗口调整规则动态窗口调整规则l3，若在其ATIM窗口结束后，又收到ATIM帧。2023/2/2013动态窗口调整规则动态窗口调整规则l4，若收到了带有标记的数据包，size过小。2023/2/2014动态窗口调整规则动态窗口调整规则l5，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。2023/2/2015结论：结论：l根据单位能耗的网络总吞吐量来衡量，DPSM性能优于PSM和WOPSM。2023/2/20162023/2/2017进一步想法：进一步想法：l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。lATIM窗口长度和BI的长度同时动态调整。2023/2/2018 谢谢大家谢谢大家!