绿色节能一直是IT业界追求的目标。本文介绍的“逐包功率控制”功能，在AP上动态控制每个报文的发射功率，以实现绿色节能及其他收益。

绿色节能从每个报文开始

一、“无线报文传输”简析

在WLAN等无线射频系统中，各种信息和报文是以电磁波的形式在空中传播的。无线信号在空中传播过程中将能量衰减，距离越远，衰减越严重，并且在传播过程中还会经常受到干扰。如果发送报文的电磁波能量不足，报文将无法到达接收端或者到达时的能量过小，导致接收端解析报文失败。并且由于WLAN支持重传机制，如果发射端没有收到接收端的确认帧，发射端将重发上一个报文，这将长时间占用无线信道而导致其它用户不能通信。但是，并不是说发送报文的能量越大越好，这是因为：

l 接收端的报文解调器是有一定的工作范围的，如果收到的报文能量过大，超出它的解调范围，同样不能正确的解析报文；

l 无线环境的特点是共享式的，如果报文的能量过大，造成干扰的范围就大，会影响其它较远距离的正在通信的用户。

二、“逐包功率控制”原理

针对上述无线报文的传输特性，“逐包功率控制”功能就是在确保报文能成功传输的前提下动态调节AP设备对各个用户的发射功率，以达到减少能耗和干扰的目的。其基本工作流程如图1所示：AP与客户端之间以较高的速率交互数据，说明它们之间的无线信道较好，在保证两者的高速传输前提下，AP逐步降低对客户端的发射功率。但如果因无线环境变差或发射功率过低而产生丢包或降速的现象，AP将提升其发射功率。这样，随着无线环境和客户端信号强度的变化，AP始终力求与客户端达到速率和发射功率间的最佳平衡。

图1 “逐包功率控制”的处理流程图

同时 “逐包功率控制”功能采用“可变步长”技术，以快速响应无线环境的实时变化，保障客户端有足够的时间来适应对端发射功率的变化。当无线环境较好降低发射功率时，AP发射功率以最小幅度的步长（0.5dBm）下降；当环境变差需要提升发射功率时，步长则是以先大渐小的过程升高的（既不是瞬间的突变，也不是小幅度的渐变）。提升和降低发射功率值的变化示意图如图2所示：发射功率从20降低到12的过程需要8倍的统计时间，且是等步长渐变的；而提升发射功率的过程却很快，只需要4倍的时间，且步长从大变小。

图2 升高和降低发射功率值的渐变过程

三、“逐包功率控制”的收益

节能降耗

“逐包功率控制”功能在实际应用中能起到多大的节约能耗效果呢？例如AP射频口的最大发射功率是25dBm，整个射频卡的功耗是4W。采用“逐包功率控制”功能后，在较理想的无线环境下，射频口的发射功率会保持在15dBm左右，这时射频卡的功耗是1.3W，相比最大功率时有67.5%的功耗降低。

提高信道重用度

在批量部署的应用场景下，通过动态调节发射功率，可使无线传输的成功率得到提高，并使多个无线设备之间的干扰减小。这样能使无线信道的复用程度得到提升，用户的可用带宽有了较大提高，整个无线环境将变得更加“绿色”和“顺畅”。

最简单的密集部署情况如图3所示，在同一场所下部署两台AP，且都有客户端与之通信。当两个相邻的AP都以较大的发射功率发送报文时，两者的覆盖范围有重叠（如图3的两个“红圈”），它们之间存在相互干扰。依据无线信道的CSMA/CA访问原则，在这两个AP构成的ESS内的4个无线设备两两之间是不能同时通信的。引入“逐包功率控制”后，两个AP的覆盖范围都智能的减小了，两者的覆盖范围不再重叠（如图3的两个“绿圈”），这时，各AP内部是能够同时通信的，即用户的可用带宽提高了一倍。在这种情况下，当有一个客户端向外移动时，只是与之相连的AP的发射功率会增加，增大覆盖范围；另一个AP的覆盖范围不变（如图3的一个“红圈”和一个“绿圈”）。这时两个AP的覆盖范围仍不重叠，仍能为客户提供最大的可用带宽。

图3 多AP下的功率覆盖范围

延长产品寿命

减小产品能耗也能使产品自身的运行环境温度和器件的损耗降低，从而延长了产品的使用寿命，节省了用户的长期投入。

降低辐射

众所周之，电磁波是一种能量。当电磁辐射限制在一定范围内对人体是无害的。但我们仍希望通过“逐包功率控制”来动态的调节AP设备的发射功率，在无线环境较好时能够把发射功率降低，以进一步降低对人体的辐射。