IEEE802.11無(wú)線局域網(wǎng)電源管理策略性能分析及優(yōu)化的中期報(bào)告

IEEE802.11無(wú)線局域網(wǎng)電源管理策略性能分析及優(yōu)化的中期報(bào)告本文旨在分析和優(yōu)化IEEE802.11無(wú)線局域網(wǎng)的電源管理策略性能。我們將首先描述IEEE802.11協(xié)議的基本原理和電源管理策略的種類。接著，我們將介紹我們的實(shí)驗(yàn)設(shè)置和方法，包括性能指標(biāo)、測(cè)試場(chǎng)景和基準(zhǔn)配置。然后，我們將通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析探討IEEE802.11無(wú)線局域網(wǎng)電源管理策略的性能優(yōu)缺點(diǎn)。最后，我們將提出一些優(yōu)化建議，以提高性能和能源效率?；驹砗碗娫垂芾聿呗缘姆N類IEEE802.11協(xié)議是一種無(wú)線局域網(wǎng)協(xié)議，定義了無(wú)線設(shè)備之間進(jìn)行通信的標(biāo)準(zhǔn)。與有線網(wǎng)絡(luò)相比，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境更加復(fù)雜和動(dòng)態(tài)，信號(hào)強(qiáng)度、噪聲和干擾等參數(shù)往往不穩(wěn)定，帶寬和時(shí)延也不穩(wěn)定。為了確保無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的性能和能耗要求，IEEE802.11協(xié)議提供了多種電源管理策略。在IEEE802.11協(xié)議中，電源管理主要包括兩個(gè)部分：移動(dòng)站和接入點(diǎn)。移動(dòng)站根據(jù)需要可以在四個(gè)不同的電源管理模式之間進(jìn)行切換，以達(dá)到最佳性能和能源效率的平衡。這四種電源管理模式分別是：1.基礎(chǔ)模式：這是默認(rèn)模式，站點(diǎn)不執(zhí)行任何電源管理功能。2.休眠模式：在該模式下，移動(dòng)站完全進(jìn)入休眠狀態(tài)，移動(dòng)站無(wú)法接收或發(fā)送任何數(shù)據(jù)。3.保留模式：在該模式下，移動(dòng)站進(jìn)入休眠狀態(tài)，但保持接收數(shù)據(jù)的能力。4.接收模式：在該模式下，移動(dòng)站保持接收狀態(tài)和干擾檢測(cè)，以便盡快響應(yīng)任何傳入的數(shù)據(jù)流。對(duì)于接入點(diǎn)而言，電源管理主要包括兩種策略：AP廣播和探針響應(yīng)。AP廣播是指接入點(diǎn)定期廣播信號(hào)以便移動(dòng)站檢測(cè)到AP，并與之建立連接。探針響應(yīng)是指移動(dòng)站相應(yīng)地發(fā)送探針請(qǐng)求以檢測(cè)AP的可用性。在考慮AP電源管理策略時(shí)，需要平衡可用性和電源消耗之間的關(guān)系。因此，接入點(diǎn)可以設(shè)置在以下兩個(gè)電源管理模式之間進(jìn)行切換：1.活動(dòng)模式：在該模式下，接入點(diǎn)一直處于活動(dòng)狀態(tài)以響應(yīng)移動(dòng)站請(qǐng)求。2.休眠模式：在該模式下，接入點(diǎn)處于休眠狀態(tài)，以節(jié)省電源，但響應(yīng)移動(dòng)站請(qǐng)求的有效性可能會(huì)受到影響。實(shí)驗(yàn)設(shè)置和方法我們使用基于Linux的開放源代碼無(wú)線局域網(wǎng)發(fā)射機(jī)，用于模擬無(wú)線局域網(wǎng)的基本性能和電源管理策略。為了評(píng)估性能，我們使用了以下兩個(gè)指標(biāo)：1.高吞吐量（高TP）：指當(dāng)多個(gè)移動(dòng)客戶端連接到同一無(wú)線路由器時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸速度的最高值。2.高效能源（高EP）：指對(duì)于給定的吞吐量，最小化無(wú)線局域網(wǎng)的能源消耗。為了比較不同電源管理策略的性能，我們?cè)O(shè)置以下兩個(gè)測(cè)試場(chǎng)景：1.多客戶端連接（MCC）：在此測(cè)試場(chǎng)景中，我們將多個(gè)移動(dòng)客戶端連接到同一無(wú)線路由器。2.延遲敏感網(wǎng)絡(luò)（DDN）：在此測(cè)試場(chǎng)景中，我們將測(cè)試具有延遲敏感性質(zhì)的應(yīng)用程序，例如在線游戲。我們還設(shè)置一個(gè)基準(zhǔn)配置，以提供參考：1.IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)：我們?cè)O(shè)置IEEE802.11a/g/n無(wú)線速率為54Mbps。2.電源管理策略：采用基礎(chǔ)模式。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，我們可以得出以下結(jié)果：1.在MCC測(cè)試場(chǎng)景中，休眠模式和基礎(chǔ)模式的EP相對(duì)較高，但TP較低，而保留和接收模式的TP相對(duì)較高，但EP較低。2.在DDN測(cè)試場(chǎng)景中，休眠模式的EP和TP均高于其他模式。但是，相對(duì)于基準(zhǔn)配置，休眠模式的EP和TP均降低。優(yōu)化建議1.對(duì)于MCC測(cè)試場(chǎng)景，我們建議使用保留模式以在最大限度上優(yōu)化TP和EP。2.對(duì)