4.3. Strategies for Using Power for Communication (用于通信的功耗策略)

4.3. Strategies for Using Power for Communication (用于通信的功耗策略)

特别是在使用无线传输时, 无线电通常消耗设备总能耗的很大一部分。设计参数, 例如可用频谱, 所需范围和目标比特率, 会影响传输和接收期间消耗的功率, 传输和接收的持续时间 (包括潜在接收) 会影响总能量消耗。

可以使用不同的功耗和网络连接策略, 这些策略基于能源类型 (例如, 电池或市电供电) 以及设备需要通信的频率。

功耗的一般策略可以描述如下:

始终开启 (Always-on): 如果完全没有理由担心功耗, 则此策略最适用。设备可以始终以通常的方式保持开启。采用节能硬件或限制无线传输数量, CPU 速度和其他方面以满足一般节能和冷却需求可能很有用, 但设备可以始终连接到网络。

通常关闭 (Normally-off): 在此策略下, 设备一次休眠如此长的时间, 以至于一旦唤醒, 假装它在休眠期间一直连接到网络是没有意义的: 设备在唤醒时重新连接到网络。主要的优化目标是最小化重新连接过程中的工作量以及任何由此产生的应用程序通信。

如果设备长时间休眠并且需要不频繁地通信, 则重新连接期间能量消耗的相对增加可能是可以接受的。

低功耗 (Low-power): 此策略最适用于需要以非常少的功耗运行但仍需要能够相对频繁地通信的设备。这意味着需要为硬件, 选择的链路层机制等使用极低功耗的解决方案。通常, 考虑到传输之间的时间很短, 尽管处于休眠状态, 这些设备仍保留某种形式的网络连接。用于最小化网络通信功耗的技术包括最小化唤醒后重新建立通信的任何工作, 以及适当地调整通信频率 (包括 "占空比" (duty cycling), 其中组件定期打开和关闭) 和其他参数。

表 3 提供了上述策略的摘要。

名称	策略	通信能力
P0	通常关闭	需要时重新连接
P1	低功耗	表现为已连接, 可能具有高延迟
P9	始终开启	始终连接

表 3: 用于通信的功耗策略

请注意, 上面的讨论是在设备级别, 类似的考虑可以应用于通信接口级别。本文档不为后者定义术语。

经常用于描述节能方法的术语是 "占空比" (duty-cycling)。这描述了定期关闭某些功能的所有形式, 仅在一定百分比的时间内保持其开启 ("占空比" (duty cycle))。

[RFC7102] 仅区分两个级别, 将非睡眠节点 (Non-Sleepy Node) 定义为始终保持在完全通电状态 (始终清醒) 的节点, 它具有执行通信的能力 (P9), 将睡眠节点 (Sleepy Node) 定义为有时可能进入睡眠模式 (低功耗状态以节省电力) 并暂时暂停协议通信 (P0) 的节点, 没有明确提及 P1。