21、无线通信中的能量效率优化与切换策略

无线通信中的能量效率优化与切换策略

1. 外部射频干扰与能量节省潜力

在无线通信环境中，附近其他WiFi接入点（AP）产生的外部射频干扰会导致可用带宽发生变化，每次运行时吞吐量通常会有±5MBits/s的波动。这种不一致性及其影响的不可预测性，是推动开发有线平台的原始动机之一。

对2节点和4节点场景的测量结果进行分析后发现，将高速短距离与低速长距离无线电技术混合使用时，能够实现显著的能量节省。不过，单个用户所获得的节能效果会因他们的位置和所从事的活动类型而有很大差异。

在节点移动缓慢或静止的高密度环境中，如繁忙的机场候机厅、公共交通工具或人们使用平板电脑、智能手机和笔记本电脑的咖啡店，中继的机会丰富，节能效果最为明显。而在快速移动的移动场景或农村地区，由于数据速率变化迅速，形成有价值中继的机会很少，因此难以获得显著的节能效果。

以4节点场景中通过2个WiFi跳进行中继的情况为例，只有当数据速率相对较高，或者中间节点能够充当存储转发代理时，超宽带（UWB）节点才能通过以高数据速率发送流量来节省功率。否则，接入点（AP）和源节点之间会建立一个流，其速率会被限制为中继链中最慢链路的数据速率，从而无法实现全部的节能效益。这充分说明了节点所处的环境决定了其接近最大节能效果的程度。

2. 异构无线网络中的节能切换策略

为了实现异构无线电接入网络的能量效率，重点关注能够最小化多标准移动终端能耗的技术。其中，有两种可能的切换类型可以最终实现移动终端的节能：垂直切换（Vertical Handover，VHO）和宏小区 - femtocell切换（Macrocell - Femtocell Handover，M - FHO）。