12、绿色无线：无线网络中的能源效率与能耗估算

绿色无线：无线网络中的能源效率与能耗估算

1. 引言

在无线网络领域，能源效率是一个至关重要的议题。物理功率测量虽能支持系统能源效率评估，但存在诸多挑战，如操作复杂、成本高昂、结果易过时等。因此，需要一些补充方法来进行有效的能耗研究，以实现能源消耗的最小化。

2. 物理测量的局限性

• 操作难度大 ：进行物理功率测量需要特定知识，设计和设置测试、执行测量以及分析结果是一项费力且耗时的任务。
• 成本高昂 ：测量解决方案成本高，加上时间限制，使得软件开发人员不愿在这方面投入，导致应用和系统软件在设计和测试时往往不考虑能耗。
• 结果易过时 ：硬件换代可能使能耗与前代设备有很大差异，导致测量结果很快过时。

3. 能耗估算技术

3.1 基于测量的估算

3.1.1 数据拟合方法

数据拟合方法通常分两个阶段构建：
1. 以特定方式运行待建模系统，同时收集物理测量数据。
2. 使用收集的数据创建模型。

例如，Balasubramanian 等人对 GSM、3G 和 Wi-Fi 的传输能耗进行建模，他们测量不同数据大小的批量数据传输所消耗的能量，并基于这些数据构建线性模型。该方法简单，但仅能捕捉测量条件下系统的运行情况。

3.1.2 有限状态机（FSM）方法

FSM 方法是一种通用的能耗建模方法，用于推导系统中消耗显著不同功率的运行状态。以