● 摘要
当今的智能手机已经越来越成为我们生活的一部分,其中的一大部分是基于安卓系统。智能手机的许多应用都需要有网络连接,而Wi-Fi则是手机连接网络的首选。当前智能手机的一大限制是其有限的电池容量,而Wi-Fi连接网络相对耗电较多,因此,我们需要研究手机Wi-Fi耗电的关键因素,对Wi-Fi的能耗进行分析和建模,并进一步探索做出有意义的优化的可能,使得Wi-Fi能耗降低。然而,当前针对Wi-Fi能耗进行建模的研究较少,深入程度不够。针对Wi-Fi的节能机制也有较多空白研究区域,比如针对Rssi的Wi-Fi节能机制。本研究针对Wi-Fi的能耗建模和节能的研究现状,主要作出了如下几个方面的工作:
首先,分析和总结了智能手机Wi-Fi能耗测量的方法和一些关键事项,这些方法和事项对于Wi-Fi能耗的成功测量起到至关重要的作用。并且对常见应用的数据包特点进行了简单分析。初步分析了Wi-Fi能耗与网络拥塞、CPU、内存使用以及网络协议之间的关系。指出Wi-Fi能耗与这些因素无关系或者关系较小。
其次,分析Wi-Fi能耗与数据包特点之间的关系,并为Wi-Fi能耗与数据包大小之间的关系建立了数学模型,指出通过Traffic Shaping达到Wi-Fi节能的可能性。指出由于多个数据包在时间上的不均匀分布,形成Burstness,与单个数据包的能耗机制之间的不完全对等的情况,得出Wi-Fi的节能的关键应为Throughput和Burstness的控制的结论,为进一步的设计Wi-Fi节能机制做理论和实验支撑。
再次,分析了Rssi对于Wi-Fi传输质量的影响,指出Rssi可以影响到Wi-Fi能耗。之后通过精确的测量建立了Rssi与Throughput、Wi-Fi能耗之间的关系。实验的结果验证了Wi-Fi的节能的关键为Throughput的控制的结论。在此基础上,设立基于Rssi的Wi-Fi文件传输节能算法,并且通过仿真,验证算法的正确性和有效性。
最后,从一些实验观察和总结,得出HTTP数据Batching与Wi-Fi节能、手机使用状态与Wi-Fi节能、Iptables与Wi-Fi节能之间的关系,引出Context-aware的 Wi-Fi节能机制的可能。并在此基础上展示基于HTTP的Green Wi-Fi的框架。
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