基于低功耗協(xié)議和動態(tài)功率控制優(yōu)化算法的Wi-Fi網(wǎng)卡驅(qū)動設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著Wi-Fi技術(shù)越來越普遍的應(yīng)用，Wi-Fi無線網(wǎng)卡的節(jié)能問題慢慢得到人們的重視，而無線網(wǎng)卡傳統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)又往往不能保證網(wǎng)卡傳輸數(shù)據(jù)狀態(tài)下的性能。針對這一技術(shù)瓶頸，本文設(shè)計(jì)了基于低功耗協(xié)議和動態(tài)功率控制優(yōu)化算法的Wi-Fi網(wǎng)卡驅(qū)動。
　　 首先進(jìn)行了低功耗驅(qū)動總體方案設(shè)計(jì)，在分析了Intel6200agn Wi-Fi網(wǎng)卡硬件架構(gòu)和工作原理以及Windows網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下NDIS網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，分三個(gè)層面設(shè)計(jì)開發(fā)了無線網(wǎng)卡

2、驅(qū)動的固件驅(qū)動(firmware)和協(xié)議驅(qū)動基礎(chǔ)框架。通過將低功耗優(yōu)化協(xié)議和動態(tài)功率控制優(yōu)化算法融合到固件層，提高了整體網(wǎng)卡驅(qū)動的性能，在協(xié)議驅(qū)動上添加與上層應(yīng)用相關(guān)的查詢設(shè)置環(huán)節(jié)，方便了開發(fā)者的調(diào)試和二次開發(fā)以及用戶對設(shè)備的了解和使用。
　　 接著在網(wǎng)卡固件程序上完成了低功耗優(yōu)化協(xié)議的設(shè)計(jì)。對802.11 MAC層協(xié)議進(jìn)行全面解析后，設(shè)計(jì)了兼容原始協(xié)議的二次握手機(jī)制。相對于原始協(xié)議在通信過程中只有一次RTS/CTS握手，二次握

3、手協(xié)議為數(shù)據(jù)的低功耗傳輸建立了一個(gè)安全區(qū)域，不但不會影響第一次握手RTS/CTS所建立的保護(hù)區(qū)域，而且能將原始的信道分時(shí)復(fù)用工作機(jī)制轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬Κ?dú)立的多小區(qū)同時(shí)并用的工作機(jī)制，從而實(shí)現(xiàn)了吞吐量的提升和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的低功耗工作的目的，克服了空間信道資源不足吞吐量無法上升的技術(shù)瓶頸和單純降低所有信息包功耗而導(dǎo)致的互擾問題。
　　 在固件程序上還設(shè)計(jì)了動態(tài)功率控制優(yōu)化算法的功率控制方案，將控制理論與通信理論融合起來，更好地實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)卡節(jié)能。算

4、法特色之處在于引入自定義的丟幀率和功率偏移量等通信質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行合理計(jì)算分析，并將計(jì)算結(jié)果作為閉環(huán)反饋實(shí)時(shí)調(diào)整發(fā)射功率的等級。對比于原始Wi-Fi網(wǎng)卡驅(qū)動的相對恒定的發(fā)包功率設(shè)定，本文設(shè)計(jì)的低功耗驅(qū)動能夠根據(jù)信道通信環(huán)境動態(tài)調(diào)整發(fā)射功率，實(shí)現(xiàn)傳輸?shù)暮侠砘凸?jié)能的最大化。
　　 最后，完成了驅(qū)動程序的編譯安裝調(diào)試工作，并根據(jù)測試結(jié)果進(jìn)行程序完善，提高了兼容性和可靠性。最終實(shí)際調(diào)試結(jié)果表明，該方案下所設(shè)計(jì)的Wi-Fi網(wǎng)卡驅(qū)動程序具有低