无线论坛 - 随时随地无线 - 802.11a/g 相对于 802.11b 的低功耗优势（1）

引言

　　802.11无线局域网 (WLAN) 或无线保真 (Wi-Fi®) 技术正在全球范围内的企业与家庭中得到成功部署。随着 Wi-Fi 的实施不断发展，基于其上运行的新型应用数量也不断上升。起初，人们认为 Wi-Fi 只是家庭与商业网络中以太网以及工业移动计算的简单替代，但过去一年以来已显现了新的趋势。由于 WLAN 实现了成本节约及更多的功能，因此对以前未与任何WLAN连接的范围广阔的各种设备而言，都成了富有吸引力的解决方案。上述的设备与新型应用包括：

手机／智能电话，包括企业所用的带有因特网协议语音功能 (VoIP) 的手机；

个人数字助理 (PDA)；

带有Wi-Fi VoIP功能的无绳电话；

电子游戏控制器、无线音响喇叭、在墙上型平面显示器上放映MPEG视频的视频调谐器；

用于安全及其他用途的感应器和照像器；

　　功耗与电池寿命对大多数具备 Wi-Fi 功能的新型设备来说都是至关重要的，特别对移动电话及 PDA 而言更是如此。大多数 Wi-Fi 应用 90% 至 95% 的时间内一般都处于待机状态，而不是处于进行数据传输或接收的工作状态。显然，等待操作状态中功耗极低是延长电池寿命的一种必需。为了解决这一问题，TI 开发了增强型低功耗 (ELP") 技术，实现了同类型中最佳的待机功耗。

　　本白皮书将讨论以下问题：

　　对于延长具备 Wi-Fi 功能的便携式设备的电池寿命来说，哪种 Wi-Fi (802.11) 物理层 (PHY) 技术最适合？

　　PHY 选择为：

802.11b

802.11g or 802.11a／g

　　从理论上说，更简单、吞吐量较小的 802.11b 调制方案似乎能够实现更低的电池功耗。举例来说，如果我们考虑传输或接收一个字节数据所消耗的功率，那么我们发现，802.11b 设备就相同数量的数据而言比与其相当的 802.11a／g 设备少消耗约 30% 的功率。但是，我们分析时如果仅考虑设备有源方式传输或接收数据时每比特位或每字节的功耗，那么所得结果可能会具有相当的迷惑性。

　　802.11 设备整体功耗的另一关键因素在于，设备传输或接受一定量的数据时必须保持有源方式的时间长度。电池寿命不光是与有源方式每比特位数据功耗有关，而且还与设备传输或接受有意义的应用数据量时必须保持有源方式的时间长度有关。

　　举例而言，尽管 802.11b 设备可能在执行单一传输或接收操作时比 802.11a／g 设备少消耗30% 的功率，但该 802.11b 设备传输或接收相同数据量情况下保持工作状态的时间必须比802.11a／g 设备长三至四倍。因此，如果我们就实际使用情况进行分析，那么就会发现平均而言，802.11b 移动设备在典型操作过程中比 802.11a／g 设备多消耗约二至三倍的功率，因此其会缩短电池寿命。

　　本白皮书其余的部分将提供研究、分析以及例证以支持上述结论。VoIP 是用于应用的实例之一，因为其比简单的网络浏览或其他几种应用所消耗的电池电量更多。

802.11 分组结构

　　由于有源方式花费的时间对于移动设备的功耗而言意义重大，因此我们讨论分组结构就能够说明为什么在此方面各种 802.11 调制方案彼此不同。

　　在 802.11 分组组装期间，来自 IP 层的有效负载数据（即正被传输的数据）与 MAC（媒体访问控制器）数据以及作为校验和的四字节数据片断（也称作 CRC 或 FCS）被封装在一起。所有上述数据都组合入 MPDU（MAC 分组数据单位）。当传输分组时，PHY层附加同步化报头。完整的 802.11 分组如下图所示。