节能减排 从逐包功率控制开始(1)

节能减排 从逐包功率控制开始(1)

51CTO.com 综合报道】节能降耗一直是IT业界追求的目标。本文介绍的是在WLAN AP产品上使用的 “逐包功率控制”方法，以用来实现节能减排的目标及其他收益。

一、 "无线报文传输"简析

在WLAN等无线射频系统中，各种信息和报文是以电磁波的形式在空中传播的。无线信号从发射端发射出后，无线信号在空中传播过程中将发生能量衰减，距离越远，衰减越严重，并且在传播过程中还会经常受到干扰。如果发送报文的电磁波能量不足，报文将无法到达接收端；或者到达时的能量过小，其中携带的信息模糊或报文因受干扰而失效，导致接收端解析报文失败。并且，WLAN系统支持无线报文的重传机制。如果发射端没有收到接收端的确认帧，发射端将重发上一个报文，这将更长时间的占用无线信道而导致其它用户不能通信。

但是，并不是说发送报文时的能量越大越好。这是因为：

接收端的报文解调器是有一定的工作范围的，如果收到的报文能量过大，超出它的解调范围，同样不能正确的解析报文；

无线环境的特点是共享式的，也就是说，无线环境中的所有用户都使用同一个无线媒介。如果报文的能量过大，造成干扰的范围就大，会影响其它较远距离的正在通信的用户。

对于上述发送能量大小的问题，可以用"在一个场所中多个人交谈"的生活场景来类比。当你在向另一个人说话时，如果声音过小，距离过远，同时有其他人在交谈，对方会听不到或听不清你说的话；但如果你说话的声音太大且距离很近，对方的耳朵反而会被暂时"振聋"，并且其它人的谈话也会因这个过大的声音而受到影响。

二、"逐包功率控制"原理

针对上述无线报文的传输特性，"逐包功率控制"就是在确保报文能成功传输的前提下动态调节AP设备对各个用户的发射功率，以达到减少能耗和干扰的一种方法。其基本过程如下：当一个客户端连接AP上线后，如果AP和这个客户端之间能以较高的速率交换数据，说明它们之间的无线信道较好，于是以保证两者的高速传输为前提在AP上逐步降低对这个客户端的发射功率。但如果因无线环境变差或发射功率过低而产生丢包或降速的现象，AP将提升其发射功率。这样，随着无线环境和客户端信号强度的变化，AP始终力求与客户端达到速率和发射功率间的最佳平衡。"逐包功率控制"功能的处理流程图简述如图1所示。

另外，在降低和升高发射功率的过程中，"逐包功率控制"功能还使用了"可变步长"的技术。具体的，当无线环境较好能够降低发射功率时，AP设备的发射功率以最小幅度的步长0.5dBm）下降；当环境变差需要升高发射功率时，步长则是以先大渐小的过程升高的既不是瞬间的突变，也不是小幅度的渐变）。升高和降低发射功率值的变化示意图如图2所示。