低功耗Wi-Fi：環(huán)境屬性如何影響一個應用能耗

在真實條件下，環(huán)境屬性會對應用的能耗產(chǎn)生巨大影響。這些因素包括，比如說接入點 (AP) 運行方式、網(wǎng)絡(luò)性能、網(wǎng)絡(luò)容量和負載，以及鏈路質(zhì)量。雖然對于環(huán)境相關(guān)的運行方式的控制通常是有限的，不過我們的SimpleLink? Wi-Fi? 器件采用高級算法來學習且適應環(huán)境，以便在仍舊保持系統(tǒng)穩(wěn)健耐用性的同時提高性能，并降低能耗。此外，我們已經(jīng)用超過200個AP測試了SimpleLink Wi-Fi CC3100和CC3200器件，以確保穩(wěn)定性和最優(yōu)性能。以下的博文介紹了AP和網(wǎng)絡(luò)運行方式是如何對應用能耗產(chǎn)生影響的。

接入點運行方式對能耗的影響：

Wi-Fi連接序列—每一個AP的連接完成時間（以及由此產(chǎn)生的能耗）也許都是不一樣的。對于那些頻繁與AP連接和斷開的應用來說，這會成為總體解決方案能耗的很大一部分，比如說傳感器應用。對于那些與接入點保持連接的應用來說，這些能耗可以被忽略不計。

閑置連接模式（“信幀接收”）--在這個模式中，Wi-Fi器件保持到AP的連接，用來監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)信幀。這個模式下的能耗取決于器件所連接的特定AP的運行方式，而不同AP之間的差別會高達300%。SimpleLink Wi-Fi器件執(zhí)行一個獨特算法來限制能耗變化；對于大多數(shù)AP，這個變化因子不會大于50%。這個算法自動執(zhí)行，并且不會消耗額外電能。

鏈路質(zhì)量—Wi-Fi連接的質(zhì)量直接影響能耗。一個低質(zhì)量鏈路會導致較高的再傳輸可能性，因此，需要增加時間數(shù)據(jù)包的發(fā)送數(shù)量。已發(fā)送數(shù)據(jù)包輸出功率、重傳的次數(shù)和它的傳輸速率決定了一個通道內(nèi)的數(shù)據(jù)包錯誤率，以及產(chǎn)生的能耗。這個速率通常由AP的策略和鏈路層內(nèi)SimpleLink Wi-Fi器件決定，以減少數(shù)據(jù)包錯誤率，實現(xiàn)最優(yōu)能耗和數(shù)據(jù)吞吐量性能；從而可由應用控制。當使用一個局域網(wǎng)絡(luò)時，可以定義AP和站點的部署，以實現(xiàn)最優(yōu)鏈路質(zhì)量。

網(wǎng)絡(luò)運行方式影響能耗：

網(wǎng)絡(luò)容量和負載-—網(wǎng)絡(luò)容量是網(wǎng)絡(luò)客戶端之間通過一條鏈路能夠傳輸?shù)淖畲髷?shù)據(jù)量。網(wǎng)絡(luò)上的客戶端數(shù)量和所需的數(shù)據(jù)吞吐量影響網(wǎng)絡(luò)負載和響應時間，并由此影響其容量。網(wǎng)絡(luò)使用量的上升會增加網(wǎng)絡(luò)上的通信周期，以及相應的總體器件能耗。通過降低傳輸?shù)臄?shù)量和它們的持續(xù)時間，可以減少特定數(shù)據(jù)吞吐量下的網(wǎng)絡(luò)使用量。通過將數(shù)據(jù)匯聚在一起，可以減少傳輸?shù)臄?shù)量；可以采用數(shù)據(jù)聚合來實現(xiàn)最大允許數(shù)據(jù)包尺寸，并且只要系統(tǒng)延遲要求保持不變即可。通過采用上面描述的更高Wi-Fi速率可以減少傳輸持續(xù)時間（請見鏈路質(zhì)量部分）。

往返時間 (RTT)—RTT是一個請求被服務(wù)器/客戶端發(fā)出時，直到響應被接收到的時間。這個時間受到數(shù)據(jù)傳輸速率、物理距離、源和目的地之間的節(jié)點數(shù)量，以及由服務(wù)器處理的其它請求的數(shù)量的影響。RTT是其中一個影響應用延遲的主要因素。由于等待時間被延長，較大的RTT會導致更高的能耗。

IP獲取方法—在一個基于IP的系統(tǒng)中，可以使用兩種迥異的方法來獲得地址?？梢詮腄HCP服務(wù)器中動態(tài)地獲得地址，由于與DHCP交換有關(guān)的能耗，這樣做會消耗大量的電能。可以通過提前定義系統(tǒng)中應該使用的IP地址來繞過動態(tài)IP地址獲取過程；這被稱為靜態(tài)IP定義。使用靜態(tài)IP與那些能夠?qū)P網(wǎng)絡(luò)拓撲進行控制的系統(tǒng)相關(guān)。在這樣的情況下，從能耗角度來講，靜態(tài)IP配置更加適用。這可以通過在器件上配置IP獲取方法來實現(xiàn)。

審核編輯：郭婷