[发明专利]WLAN网络中基于802.11u协议的终端节能功耗管理方法

说明书

技术领域

本发明属于无线通信领域，具体涉及一种WLAN网络中基于802.11u协议的终端节能功耗管理方法。 

背景技术

随着社会的不断进步，绿色环保、节能减排的思想不断深入人心。在个人通信不断发展普及的今天，在提供更高频谱利用率、更高速率和更丰富多媒体业务的同时，终端功耗问题显得尤为严重。为了最大程度支持终端移动性，保证优良的用户业务体验，需要在保证用户服务质量的前提下，尽可能的延长终端续航时间。无论是WLAN（Wireless Local Area Networks）系统还是LTE（Long Term Evolution）系统，都对节能机制进行了标准化工作，从一定程度上说明了节能的重要性。 

802.11协议标准中定义了一种节能模式PSM（Power Saving Mode），这是一种时间驱动的Wi-Fi接口动态关闭机制。PSM定义了终端可以处于激活，空闲和睡眠三种状态。PSM将时间轴分为连续的beacon周期，通过相关的缓存数据信息来控制终端的工作状态，使终端在没有缓存数据的情况下进入睡眠状态节省能耗，达到节能的目的。在一个beacon周期内，AP发送的TIM信令告知终端STA的缓存信息，所有目的STA等待信道空闲后，竞争信道（DCF）接收数据。PSM规定了终端在有缓存数据时，在一个beacon周期内没有获得最后一个数据包前必须保持激活状态。因此，随着WLAN网络中负载的不断增大（接入终端STA过多），当一个STA占据信道传输数据时，其他未接收数据的STA则处于空闲状态的情况，从而造成能量的浪费。并且过多的终端接入也会造成严重的接入碰撞，从而减小系 统的吞吐量。因此，针对过多终端接入的情况，设计一种合理的终端功耗管理方案和节能方案是有必要的。 

近年来，很多学者在终端功耗方面做了很多工作，主要集中体现在传节能方案（PSM）方案的改进。文献[Yi Xie,Xiapu Luo,Chang,R.K.C,“Centralized PSM:An AP-centric powersaving Mode for802.11infrastructure networks,”Sarnoff Symposium,2009.SARNOFF09.IEEE,pp.1-5,March302009-April12009.]提出了一种AP集中式的节能方案（AP-centric PSM），通过AP根据传输情况为终端选择最优的PSM参数，例如beacon周期和监听周期LI（Listen Interval）的大小，以此来获取所有终端整体能量利用率的最大化。文献[S.Nath,Z.Anderson,and S.Seshan.“Choosing beacon periods toimproveresponse times for wireless HTTP clients,”In Proc.MobiWac,2004.]提出了一种根据当前TCP握手协议的时间来动态的选取合理的监听周期LI。在文献[R.Krashinsky and H.Balakrishnan.“Minimizing energy for wireless webaccess with bounded slowdown,”Wireless Networks,11,2005.]中，详细分析了这种将时间分成beacon周期，终端的不连续连接对最小化终端能量消耗的影响。这些的改进和分析工作都是选择合理的PSM参数来进一步提到节能性能，没有从根本上解决终端处于空闲状态造成的能量浪费。在文献[Li Ning,Xu Yan,Xie Shengli,“A Modified Version of IEEE802.11Power-Saving Protocol,”In Proc.Journal Of System Simulation,Vol.17,No.1,Jan,2005.]中，作者在传统PSM基础上做出一定改进，在每次传输过程中，让与该次传输无关的终端进入睡眠状态来节约能量。但作者没有考虑过多终端接入时PSM会发生较大的碰撞概率，从而造成错误传输和重传次数增加，这也是一种能量浪费。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种WLAN网络中基于802.11u协议的终端节能功耗管理方法，能够在较多终端STA接入WLAN网络的情况下，有效的提高终端STA能量利用率。 

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：