802.11a/g 相对于 802.11b 的低功耗优势（2）

续。。上文：http://www.anywlan.com/view.asp?id=33525

　　根据调制方案划分的 802.11 分组时间长度

　　下面的例子显示了 802.11b 和 802.11g 调制方案二者有源传输或接收时间的明显不同。我们在下面的分析中将采用 20 msec 的 G.729 VoIP 语音分组。为了尽量对传统的 802.11b 数据保持公平，我们的分析假定已经实施了较短的 96 usec PHY 报头。

基于上述假定，下图显示了 802.11a／g 与 802.11b 相比在传输或接受 VoIP 分组所需时间方面的明显优势。

图 4、根据调制方案不同划分的 802.11b 与 802.11a／g G.729 语音分组时间长度

　　上述情况不仅适用于带有短数据包的流量，而且也适用于所有 TCP／IP 数据流量，如下图对 512 字节分组流量所显示的情况。

图 5、根据调制方案不同而划分的 802.11b 与 802.11a／g 数据包长度

　　分析显示，802.11b 分组可能比 802.11a／g 分组长达五倍，而且大多数典型的 802.11b 分组都至少比 802.11a／g 分组长三至四倍。此外，如果 802.11 PHY 报头包括在分析中的话，那么较短的分组（如 VoIP 应用中较典型的分组）不管 802.11a／g 调制速率如何都会较较长的分组有着显著优势。

　　下面的表 2 总结了 802.11b 与采用一定 802.11a／g 调制速率的相当分组相比长出的倍数。在本例中，VoIP 分组具有 20 字节的有效负载，而分组则带有 512 字节的有效负载。

调制

数据包

VoIP

a/g - 6 Mbps

0.652

1.141

a/g - 9 Mbps

0.965

1.604

a/g - 12 Mbps

1.271

2.000

a/g - 18 Mbps

1.864

2.700

a/g - 24 Mbps

2.430

3.240

a/g - 36 Mbps

3.490

4.050

a/g - 48 Mbps

4.444

4.629

a/g - 54 Mbps

4.906

4.909

表 2：采用不同的 802.11a／g 调制方案时，802.11b 分组与 802.11a／g 分组相比长出的倍数 (xN)

　　一旦了解了 802.11b 与 802.11a／g 分组长度之间的显著不同，我们就可以讲清楚 802.11a／g 的节约功耗优势了。

比较 802.11b 与 802.11a／g 的功耗

　　在实际的 Wi-Fi 网络中，我们必须考虑到几种特性，其中包括用户设备离接入点越远时调制速率也会降低等。此外，802.11a／g 和 802.11b 功耗之间的差别在用户满意程度方面也是一个至关重要的因素。

　　下图显示了用户离接入点的不同距离、离接入点距离不同情况下的调制速率以及测量活动站传输每比特位所需能量而得出的功耗。我们假定为典型的办公室环境传输模型，损失比例为R^3.3，而不是假定为损失比为 R^2 的理想传输模型。我们在分析中也包括了调制复杂性与峰值至平均速率的变化等。

图 6、传输每比特位所耗能量的最差情况（802.11b 与 802.11a／g 进行对比）

（蓝线为 802.11b，而绿线为 802.11a／g）

　　上页中图示所采用的数据显示，由于 802.11a／g 的功效高于 802.11b，因此也就使传输每比特位所耗的功率至少节约了 2.5 倍 (2.5x)，优势是相当明显的。我们在得到上述功效优势时还采用的是最差情况，所用的 802.11a／g 分组比在一般情况下要长。在带有较短 802.11a／g 分组的典型 WLAN 中，802.11a／g 与 802.11b 相比，其功耗拥有增至 3 倍 (3x) 以上的优势。

结论及其他考虑事项

　　尽管和人们直觉感觉不同，但事实仍然是 802.11a／g 调制的功效比 802.11b 高出二至三倍。这使得我们在 WLAN 上操作时，移动设备的电池寿命能够获得显著改善。

　　尽管 802.11b 在某个时间瞬间所耗的功率可能较少，但在 802.11b 网络上传输／接收有意义的应用数据量的时间却可能比 802.11a／g WLAN 长出五倍。支持更长的传输／接收时间所需的功率使 802.11b 的功效大大低于 802.11a／g。

　　为了充分利用 802.11a／g 的功效，芯片组必须对电池操作进行优化。电池组应做到：

空闲状态下功耗极低。TI 的解决方案在目前现有的所有芯片组中实现了最低的闲置功耗；

从空闲到工作状态的唤醒周期非常迅速；

能够智能处理 802.11 标志。（TI 的 ELP 操作模式是例子之一。）；

传输功率控制；

能够支持 802.11e WME 与 WSM QoS 模式。

　　TI 的 TNETW1130 及 TNETW1230 MAC 控制器／基带处理器以及 Auto-Band" 系列射频前端 (RFFE) 包括所有上面列出的要求，此外还拥有许多其他功能。TI 的 Wi-Fi 芯片组已成为 PDA、智能电话、多媒体电话与设备以及 Wi-Fi 外设等新一代具备 Wi-Fi 功能的 VoIP 及数据服务的选择。

　　本白皮书仅集中讨论改善 802.11 移动设备的电池寿命，但实际上 802.11a／b／g "全局频带"芯片组还能提供其他优势。这些优势包括：

1. 802.11a／b／g 全局频带 WLAN 具备 30 多个 Wi-Fi 通道，而 802.11b 部署仅具备三个通道。

a. 由于通道数量多，因此 802.11a／b／g Wi-Fi 网络与只有三个通道的 WLAN 相比就能够有效避免相互间的干扰。

2. 802.11a／b／g Wi-Fi 网络的吞吐量及容量是仅支持 802.11b 的 WLAN 的四倍多。

a. 具备更高吞吐量及容量的 WLAN 可支持更广泛的应用集，其有着更高的性能要求，也带来了更大量的用户设备。

　　对上述问题的详细讨论并非本白皮书的范围，不过 TI 今后几个月将发布新的白皮书以对上述课题进行讨论。

　　如欲了解更多信息，敬请访问 TI 网站：www.ti.com/wlan。

　　ELP 与 Auto-Band 均为德州仪器的商标。Wi-Fi 是 Wi-Fi 联盟的注册认证标志。