無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的電源管理和網(wǎng)絡(luò)管理功能研究.pdf

1、近年來(lái)，無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)技術(shù)已成為研究熱點(diǎn)。IEEE802．11標(biāo)準(zhǔn)是目前比較流行的寬帶無(wú)線(xiàn)接入標(biāo)準(zhǔn)，但其核心技術(shù)仍為國(guó)外所掌握，所以，對(duì)此項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行深入的研究和開(kāi)發(fā)是非常必要的。 大多數(shù)的移動(dòng)設(shè)備由于其移動(dòng)性只能采用電池供電，而電池的容量又受移動(dòng)設(shè)備體積大小的限制，因此，降低能量消耗是無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中最重要的設(shè)計(jì)目標(biāo)之一。本文深入研究了IEEE802．11MAC協(xié)議，指出了基于IEEE802．11標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)中的能耗組成及其原因：

2、詳細(xì)分析了現(xiàn)有的電源管理機(jī)制對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的影響，并介紹了幾種IEEE802．11MAC層節(jié)能模式（PSM，Power Save Mode）的改進(jìn)和擴(kuò)展機(jī)制，指出了他們相對(duì)于PSM的優(yōu)勢(shì)、缺陷及適用范圍。結(jié)合現(xiàn)有的電源管理機(jī)制，提出了新電源管理方案。 經(jīng)過(guò)對(duì)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中能量消耗的分析，發(fā)現(xiàn)額外能量的消耗主要來(lái)自于偷聽(tīng)和空閑蘇醒時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，而導(dǎo)致它們的原因是無(wú)線(xiàn)傳播媒介固有的特性和IEEE802．11采用的CSMA/CA機(jī)制，為了降低能耗

3、，IEEE802．11在MAC層定義了節(jié)能模式，通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，該模式會(huì)導(dǎo)致：1）、在訪(fǎng)問(wèn)Web網(wǎng)頁(yè)時(shí)的延遲；2）、引起數(shù)據(jù)包傳輸堵塞；3）、實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量得不到保障。論文分析了現(xiàn)有的幾種對(duì)IEEE802．11節(jié)能模式的改進(jìn)和擴(kuò)展機(jī)制，得出了以下結(jié)論：BSD機(jī)制能夠?qū)TT延遲限定在一個(gè)給定的范圍，能夠解決Web訪(fǎng)問(wèn)的延時(shí)間題，但不適合實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的傳輸。UPSD機(jī)制是專(zhuān)為VoIP等實(shí)時(shí)性強(qiáng)的業(yè)務(wù)而設(shè)計(jì)的功率管理機(jī)制，但沒(méi)有對(duì)Web訪(fǎng)問(wèn)的

4、延遲做處理。APSM將下行數(shù)據(jù)的延遲控制在下行數(shù)據(jù)到達(dá)間隔之內(nèi)，適合于網(wǎng)頁(yè)瀏覽、語(yǔ)音視頻、電子郵件等綜合業(yè)務(wù)，但它對(duì)IEEE802．11原有的幀類(lèi)型進(jìn)行了修改，其算法相對(duì)復(fù)雜。結(jié)合以上分析，提出了基于排序的電源管理方案?；谂判虻母倪M(jìn)方案主要是對(duì)AP中緩存的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)和排序，然后在由AP按照排列的順序進(jìn)行發(fā)送，此方案中STA不用發(fā)送PS-Poll競(jìng)爭(zhēng)信道，只需要等待接收數(shù)據(jù)，這樣就減少了碰撞，減少了退避過(guò)程中造成的時(shí)延，從而節(jié)省了能量

5、的消耗。 在另一個(gè)方面，無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)不同于有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)特點(diǎn)就是管理功能復(fù)雜。由于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)，接入網(wǎng)絡(luò)中的STA的移動(dòng)性等原因都造成了網(wǎng)絡(luò)管理的復(fù)雜。 無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)管理功能主要是：收集網(wǎng)絡(luò)中各種設(shè)備和系統(tǒng)的工作參數(shù)，運(yùn)行狀態(tài)信息；將收集到各種信息，并以一種可視化的方式呈現(xiàn)給網(wǎng)絡(luò)管理人員；接收網(wǎng)絡(luò)管理人員的指令或者根據(jù)對(duì)上述信息的處理結(jié)果向網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備發(fā)送控制指令；既實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制的功能，又同時(shí)監(jiān)視指令執(zhí)行的結(jié)果，保