蜂窩網(wǎng)絡理論上如何省電

蜂窩網(wǎng)絡的架構類似于我們常見的蜂窩，是由一個個基站組成的蜂窩，理想狀態(tài)中我們的蜂窩網(wǎng)絡應該是下面這個樣子的。當然，現(xiàn)實生活中網(wǎng)絡資源分布并沒有這么的均勻。

Wi-Fi 是一種無限局域網(wǎng)技術，Wi-Fi 信號需要有線網(wǎng)來提供，比如我們家里常用的寬帶上網(wǎng)，就是將有線信號轉換成 Wi-Fi 信號。

計費的差異性

我們平時使用的蜂窩網(wǎng)絡一般都是按照流量來收費的，比如 10 元 30 M 流量套餐，但是 Wi-Fi 一般都是免費的，為什么會存在這種差異？

Wi-Fi 信號接入互聯(lián)網(wǎng)需要依靠寬帶等有線網(wǎng)絡，而寬帶這種網(wǎng)絡我們已經(jīng)支付了年費或者包月費用，規(guī)定時間內可以在接入測獨享寬帶資源，必然可以在這段時間內隨便使用流量來上網(wǎng)。蜂窩網(wǎng)絡是使用運營商的基站等通信設備來進行上網(wǎng)的，在上網(wǎng)過程中需要占用頻譜等公共無線資源，而運營商通過一些基礎建設提供無線資源來供用戶使用，顯然用戶應該支付相關費用，同時大家都有體會，當多人在同一區(qū)域使用蜂窩網(wǎng)絡的時候，網(wǎng)絡明顯就會變慢，這是因為無線資源不足導致。這種共享模式下，使用流量，也就是資源的消耗多少，來進行收費更加合理。

資源控制

無線資源是稀有且昂貴的，那么目前移動設備是如何來控制無線資源的呢？這就是下面要講的 RRC （無線資源控制），RRC 不僅可以省無線資源，還可以為用戶省電。

由于不是通信相關領域的開發(fā)人員，只闡述個大概意思，RRC 狀態(tài)機的細節(jié)可以參考這里。RRC 會有相關的狀態(tài)，我們可以簡單的理解為空閑狀態(tài)和活躍狀態(tài)，在手機待機的時候就可以看成是在空閑狀態(tài)，在這個狀態(tài)會關閉無線信號，當需要數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r候再調整 RRC 的狀態(tài)為活躍，狀態(tài)的切換過程需要一定的延遲，這個延遲是我們移動網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸延遲的一部分，是用戶可以感知（這個延遲整體分為 RRC 狀態(tài)切換、DNS 解析、TCP 握手、 SSL 握手、網(wǎng)絡傳輸?shù)龋?。下圖來源于網(wǎng)絡，可以一定程度上輔助理解（數(shù)據(jù)不一定準確）。

除了延遲，還要關心移動設備的電量問題。在從空閑狀態(tài)切換到活躍狀態(tài)后，活躍狀態(tài)會維持一段時間，如果沒有數(shù)據(jù)傳輸會再次進入空閑狀態(tài)，在活躍狀態(tài)我們的設備相比是比較耗費電量的。所以對于每次網(wǎng)絡請求，我們都要考慮它的合理性，如果頻繁切換 RRC 狀態(tài)，那么活躍狀態(tài)就會消耗更多的電量。

而對于 Wi-Fi 不存在多狀態(tài)切換，Wi-Fi 會處于始終開啟狀態(tài)，但是由于 Wi-Fi 的自身機制，在進行大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r候反而比移動蜂窩網(wǎng)絡更加省電。

理論上如何省電呢？

基于剛才的討論，可以總結出一些理論上的省電方法：

避免無效的輪訓，輪訓會使手機不斷的被喚醒，使設備處于高消耗狀態(tài)

如果存在長連接，設置合理的心跳時間，并且不應該無限次重連

減少網(wǎng)絡數(shù)據(jù)獲取的頻次，可以從合并網(wǎng)絡請求、預拉取緩存等方面入手

對于大數(shù)據(jù)使用 Wi-Fi 來傳輸，在穩(wěn)定性、延遲、電量、流量方面都更加合適