Wi-Fi 6(802.11ax)解析27：Wi-Fi 6的一些理念（节能机制）

这一次我们探讨下Wi-Fi 6部分关于节能的一些设计理念和对应技术特点。节能机制一直是802.11系列协议一个很重要的技术特点，每一个协议子版本中或多或少都会考虑到节能机制。一个主线需要注意的是，在802.11协议中，节能机制是附属在主线协议框架下的，比如802.11e增加的apsd，这里主线是qos，所以节能是在qos的需求下进行的改良，其他类似后续的smps，ps-txop等等之类的，都有这个特性。

传统节能模式在Wi-Fi 6场景下的问题

在上一篇文章中《Wi-Fi 6(802.11ax)解析26：Wi-Fi 6的一些理念（基本思想+接入机制）》，我们已经阐述了关于Wi-Fi 6主线的观点。其中如果提取关键词的话，就是通过“交警”对无线接入进行管控。那么本节，结合这个主线观点，我们先关注下传统节能模式在Wi-Fi 6场景下的问题。需要注意，传统节能并不是有什么大的问题，换言之，其本身是具有通用性的。只不过在Wi-Fi 6的场景下，其某些特性会导致性能出现下降（这里尤其指的是能耗问题）。这里的场景对应就是典型的Dense场景（密集场景），换言之，是因为Dense场景下，传统的节能机制没那么优秀，所以我们要引入新的节能机制对此进行改良。那么我们首先关注下传统节能模式的问题：

首先是翻到原来的老文章《802.11协议精读10：节能模式（PSM）》，其中我们关注（DCF下的PSM模式），在实际使用中，也基本上实现的也是DCF模式下的PSM模式。

那么在这张示意图中，节点是在对应的beacon周期醒来。醒来之后，节点首先要竞争信道，并在竞争完成后发送PS-Poll告知AP，自己醒来了（对应图中STA1在第一个Beacon时苏醒，并且做backoff发送ps-poll的过程）。当AP知道节点苏醒后，会反馈节点对应的缓存数据包，直到所有的缓存发送完毕（即more data=0）后，节点重新进入休眠。

本身看这个过程是没有什么问题的，但是一旦在Dense密集场景下，那么问题就出现在这个竞争过程上了。节点越多，意味着节点接入信道的延迟也就越大，所以在这张图的示例里面，STA1是在AP发送beacon之后立刻就竞争接入了信道，看起来时间很短，但是在节点较多的情况下，STA1可能在beacon之后，要间隔很久时间才能竞争胜利，并且发送ps-poll给AP，并在此之后AP还需要通过竞争信道，把数据反馈给节点。节点的能耗实际上是和苏醒时间正相关的，苏醒时间越长，那么意味着能耗也会增加。所以，由于STA1在密集场景下的接入时间更长了，所以苏醒时间更长，那么能耗也就被增加了，并且这样的问题在PSM以及PSM所派生出来的节能模式都不好直接去解决。

那么Wi-Fi 6中就需要对这种场景下的节能问题进行解决了。

Wi-Fi 6的节能问题的思想

还是类似上一篇文章，我们用车辆交通这个来举例。上一次我们关注的是车流量的问题，那么这一次我们关注的就是油耗的问题了。那么对应上一次十字路口交通的问题来看，传统的PSM提供了两种车辆状态，一种是完全的停车，直接把车关闭停了，这样就不耗油了（对应休眠模式），一种就是车辆运行的模式，那么此时无论是停车等十字路口空下来，还是在跑，都还是需要耗油的。由于十字路由什么时候空下来，是有随机性的，很有可能车开着，运行了半天，但是一直没卡到位置出去，那么空置的耗能就多了很多。那么，这里是不是加上一个“自动启停”的功能就会好很多了，而且这个自动启停最好还是智能一点，最好和“交警”能够沟通上，简单点就可以用数秒的方式，好比红绿灯了。如果现在车子知道目前路口车很多，还需要红灯好几分钟，明确知道这个时间，那么就可以先自动关闭，歇一会（其实就是在说TWT机制了）。然后在时间到点后，本地发动一下车，然后同时“交警”会通知车辆可以通行了，那么直接闯过十字路口就行了，这样过程的交互就很节约能耗，毕竟就没有什么空置的时间了。这个类似“交警”设置红绿灯的做法，不仅仅可以应用到单车道通行上，实际上也可以让多个车道并行安排（实际上就是对应TWT不仅仅能够应用到单节点OFDM传输上，实际上也适用于OFDMA传输），从而在系统上更加提升效率和能耗。所以本质上，还是通过引入一定的管控，来实现节能的目的。

Wi-Fi 6的节能机制（TWT）

TBD。。。。明天再写

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