基于802.11協(xié)議的節(jié)能技術(shù)

S-PAM協(xié)議中，結(jié)點(diǎn)在退避時間內(nèi)能進(jìn)入睡眠狀態(tài)，因此節(jié)能效率高。同時數(shù)據(jù)在分配好的時隙中傳輸，吞吐率也得以提高。但時隙分配機(jī)制比較復(fù)雜。
以上這些協(xié)議都是針對PSM的不足在某一方面進(jìn)行的改進(jìn)，使得節(jié)能性能得以提高。各協(xié)議性能比較如表1所示。目前，從多方面綜合考慮而進(jìn)行的節(jié)能研究還比較少。

3 節(jié)能技術(shù)所面臨的困難及發(fā)展方向
動態(tài)關(guān)閉無線接口是802.11協(xié)議的主要節(jié)能機(jī)制，但需要解決好以下幾個方面的問題：
(1)如何獲得全網(wǎng)時鐘同步。PSM及其改進(jìn)協(xié)議大都使用beacon幀進(jìn)行同步，在全互連無線網(wǎng)絡(luò)中是可行的。但對于多跳Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)[9-12]而言，由于沒有一個通信范圍能覆蓋全網(wǎng)的中心結(jié)點(diǎn)，使得全網(wǎng)同步實(shí)現(xiàn)起來相當(dāng)困難。這就促使研究者必須研究解決同步問題和異步時間驅(qū)動情況下的節(jié)能技術(shù)；
(2)研究時間－報文綜合驅(qū)動的節(jié)能技術(shù)。PSM及其改進(jìn)協(xié)議將時間軸劃分為不同的beacon周期進(jìn)行操作，屬于時間驅(qū)動節(jié)能技術(shù)，沒有過多考慮網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷影響。網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷低時節(jié)能性能顯著。而在網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷高時節(jié)能效果比較差。報文驅(qū)動機(jī)制正好相反，它利用報文發(fā)送前交互的控制信息決定結(jié)點(diǎn)是否進(jìn)入睡眠狀態(tài)。如果能將這兩種節(jié)能機(jī)制優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來又克服各自缺點(diǎn)，則能取得更好的節(jié)能效果；
(3)如何發(fā)送廣播報文。在普通網(wǎng)絡(luò)中，由于所有結(jié)點(diǎn)一直處于活躍狀態(tài)，廣播報文可以隨時發(fā)送。而當(dāng)運(yùn)行節(jié)能協(xié)議時，如何發(fā)送廣播報文是一個需要研究的問題；
(4)模式轉(zhuǎn)換的能耗問題。結(jié)點(diǎn)在睡眠狀態(tài)和活躍狀態(tài)間相互轉(zhuǎn)換時需要消耗額外的能量。如果睡眠時間過少，它節(jié)省的能量還不足以彌補(bǔ)模式轉(zhuǎn)換消耗的能量，此時就不宜進(jìn)入睡眠狀態(tài)。如何確定最少睡眠時間也是必須要解決的問題；
(5)如何判斷當(dāng)前存在的鄰居結(jié)點(diǎn)。無線網(wǎng)絡(luò)中結(jié)點(diǎn)間常常要交互信息以判斷有哪些鄰結(jié)點(diǎn)。由于工作于節(jié)能模式的結(jié)點(diǎn)會在許多情況下處于睡眠狀態(tài)，這有可能影響某些結(jié)點(diǎn)對鄰居結(jié)點(diǎn)的正確判斷；
(6)協(xié)議各層如何協(xié)作以提高節(jié)能效果。節(jié)能問題涉及到網(wǎng)絡(luò)的各層，進(jìn)行跨層設(shè)計非常有必要。在Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中，路由協(xié)議的節(jié)能研究是節(jié)能工作一個重要方面。MAC子層節(jié)能技術(shù)要考慮與路由協(xié)議協(xié)同工作，保證當(dāng)前處于睡眠狀態(tài)結(jié)點(diǎn)也能收到必要的路由信息。
無線終端在能源有限條件下能連續(xù)工作較長時間是業(yè)界所希望的。因此節(jié)能問題引起了國際學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注，產(chǎn)業(yè)界也一直在尋求通過采用節(jié)能機(jī)制來延長終端工作時間的方法?？梢灶A(yù)期隨著時間的推移，各種新的節(jié)能機(jī)制將在無線網(wǎng)絡(luò)中得到越來越廣泛的應(yīng)用，從而進(jìn)一步推動無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1] FEENEY，NILSSON M.Investigating the energy consumption of a wireless network interface in an Ad Hoc networking environment[C].INFOCOM’2001.
[2] IEEE Std.802.11-1999. Wireless LAN medium access control(MAC) and physical layer(PHY) specifications[S]. IEEE Computer Society LAN MAN Standards Committee，New York，1999.
[3] WOESNER H，EBERT J P，SCHLAGER M，et al.Powersaving mechanisms in emerging standards for wireless LANs：the MAC level perspective[C].IEEE Personal Communications，1998：40-48.
[4] CHOI J M，KO Y B，KIM J H.Enhanced power saving scheme for IEEE 802.11 DCF based wireless networks[C]. In LNCS PWC′03，2003.
[5] JUNG E S，VAIDYA N H.An energy efficient MAC protocol for wireless LANs[C].INFOCOM′2002.
[6] JUNG E S，VAIDYA N H.A power saving MAC protocol for wireless networks[R].Technical Report，Dept.of Computer Science Texas AM University，College Station，2002.
[7] Eun-Sun Jungand Nitin H.Vaidya.Improving IEEE 802.11power saving mechanism[R].Technical Report,Dept.of Computer Science Texas AM University, College Station，2004.
[8] CANO J C，MANZONI P.Evaluating the energy-consumption reduction in a MANET by dynamically switch-off network interfaces[C].Proceedings of the 6th IEEE Symposium on Computers and Communications，2001.
[9] TSENG Y C，HSU C S.Power-saving protocols for IEEE 802.11-based multi-hop Ad Hoc networks[C].INFOCOM′02，2002.
[10] SAFWAT A，HASSANEIN H，MOUFTAH H.A MAC-based performance study of energy-aware routing schemes in wireless Ad Hoc networks[C].Proceedings of IEEE Globecom 2002.
[11] 黎寧，毛鄭建.Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)能機(jī)制[J].電訊技術(shù)，2004，44(3)：5-11.
[12] 鄭少仁，王海濤，黎寧，等.Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)技術(shù)[M].北京：人民郵電出版社，2005.