低功耗Wi-Fi 环境属性如何影响一个应用能耗

在真实条件下，环境属性会对应用的能耗产生巨大影响。这些因素包括，比如说接入点 (AP) 运行方式、网络性能、网络容量和负载，以及链路质量。虽然对于环境相关的运行方式的控制通常是有限的，不过我们的SimpleLink™ Wi-Fi^® 器件采用高级算法来学习且适应环境，以便在仍旧保持系统稳健耐用性的同时提高性能，并降低能耗。此外，我们已经用超过200个AP测试了SimpleLink Wi-Fi CC3100和CC3200器件，以确保稳定性和最优性能。以下的博文介绍了AP和网络运行方式是如何对应用能耗产生影响的。

接入点运行方式对能耗的影响：

Wi-Fi连接序列—每一个AP的连接完成时间（以及由此产生的能耗）也许都是不一样的。对于那些频繁与AP连接和断开的应用来说，这会成为总体解决方案能耗的很大一部分，比如说传感器应用。对于那些与接入点保持连接的应用来说，这些能耗可以被忽略不计。

闲置连接模式（“信帧接收”）--在这个模式中，Wi-Fi器件保持到AP的连接，用来监听网络信帧。这个模式下的能耗取决于器件所连接的特定AP的运行方式，而不同AP之间的差别会高达300%。SimpleLink Wi-Fi器件执行一个独特算法来限制能耗变化；对于大多数AP，这个变化因子不会大于50%。这个算法自动执行，并且不会消耗额外电能。

链路质量—Wi-Fi连接的质量直接影响能耗。一个低质量链路会导致较高的再传输可能性，因此，需要增加时间数据包的发送数量。已发送数据包输出功率、重传的次数和它的传输速率决定了一个通道内的数据包错误率，以及产生的能耗。这个速率通常由AP的策略和链路层内SimpleLink Wi-Fi器件决定，以减少数据包错误率，实现最优能耗和数据吞吐量性能；从而可由应用控制。当使用一个局域网络时，可以定义AP和站点的部署，以实现最优链路质量。

网络运行方式影响能耗：

网络容量和负载­—网络容量是网络客户端之间通过一条链路能够传输的最大数据量。网络上的客户端数量和所需的数据吞吐量影响网络负载和响应时间，并由此影响其容量。网络使用量的上升会增加网络上的通信周期，以及相应的总体器件能耗。通过降低传输的数量和它们的持续时间，可以减少特定数据吞吐量下的网络使用量。通过将数据汇聚在一起，可以减少传输的数量；可以采用数据聚合来实现最大允许数据包尺寸，并且只要系统延迟要求保持不变即可。通过采用上面描述的更高Wi-Fi速率可以减少传输持续时间（请见链路质量部分）。

往返时间 (RTT)—RTT是一个请求被服务器/客户端发出时，直到响应被接收到的时间。这个时间受到数据传输速率、物理距离、源和目的地之间的节点数量，以及由服务器处理的其它请求的数量的影响。RTT是其中一个影响应用延迟的主要因素。由于等待时间被延长，较大的RTT会导致更高的能耗。

IP获取方法—在一个基于IP的系统中，可以使用两种迥异的方法来获得地址。可以从DHCP服务器中动态地获得地址，由于与DHCP交换有关的能耗，这样做会消耗大量的电能。可以通过提前定义系统中应该使用的IP地址来绕过动态IP地址获取过程；这被称为静态IP定义。使用静态IP与那些能够对IP网络拓扑进行控制的系统相关。在这样的情况下，从能耗角度来讲，静态IP配置更加适用。这可以通过在器件上配置IP获取方法来实现（请参见SimpleLink Wi-Fi CC3100 API / SimpleLink Wi-Fi CC3200 API内描述的sl_NetCfgSet）。

你可以在以下链接中找到与低功耗Wi-Fi开发，以及如何优化设计相关的更多细节：SimpleLink Wi-Fi CC3100/CC3200 Internet-on-a-chip™ 网络互连子系统电源管理使用说明书，以及我们低功耗Wi-Fi博客系列内之前的博文。我们希望这个博客系列对你有所帮助—如果你有什么想法的话，请给我们留言，同时也告诉我们你还希望我们讨论哪些话题！

• 低功耗Wi-Fi®：如何优化一个应用的功耗
• 低功耗Wi-Fi®：如何测量Wi-Fi应用的能耗
• 低功耗Wi-Fi®：应用属性如何影响一个应用能耗

原文链接：

http://e2e.ti.com/blogs_/b/connecting_wirelessly/archive/2015/12/14/low-power-wi-fi-how-environment-properties-impact-an-application-s-energy-consumption

编辑：fqj