Энергоэффективный Wi-Fi

Одним из самых важных направлений развития технологии Wi-Fi является энергосбережение. Во многом это связано с тем, что пользовательские устройства, такие как смартфоны, планшеты или ноутбуки, являются портативными, в связи с чем они должны быть энергонезависимыми и использовать беспроводные технологии для передачи данных. Несмотря на это развитие и широкое распространение технологий Интернета вещей привело к появлению новых сценариев, в которых ключевым требованием к устройствам является экстранизкое энергопотребление, под которым подразумевается способность работать годами от одного заряда аккумулятора. Для адаптации технологии Wi-Fi к таким сценариям были разработаны современные механизмы энергосбережения, такие как механизм пробуждения по расписанию TWT (от англ.: Target Wake Time) и дополнительный маломощный радиоинтерфейс WUR (от англ.: Wake-Up Radio). Данные механизмы в своей основе используют один и тот же принцип: они позволяют устройствам для экономии энергии переходить в «спящий режим», а «просыпаться» только для передачи данных. Однако TWT составляет и согласовывает с устройствами расписание интервалов обслуживания, в то время как WUR использует для «пробуждения» отправку специального сигнала при помощи дополнительного радиоинтерфейса.

Коллектив Лаборатории активно исследует описанные выше механизмы, решая задачу удовлетворения качества обслуживания для устройств в гетерогенных сетях, где одновременно могут работать устройства с различными требованиями к пропускной способности, задержкам и энергопотреблению. Для изучения производительности механизмов TWT и WUR в различных сценариях были разработаны аналитические и имитационные модели, позволяющие оценить такие ключевые метрики сенсорных сетей как долю затрачиваемого канального времени и среднее энергопотребление сенсоров. На основе этих моделей были сформулированы практические рекомендации по настройке параметров TWT и WUR, а также по выбору одного из данных механизмов в зависимости от сценария. Эти рекомендации позволяют производителям повышать эффективность реальных сетей.

Лаборатория следит за развитием стандартов: в 2025 году вышел новый стандарт IEEE 802.11be, известный как Wi-Fi 7, в котором представлено улучшение механизма TWT — механизм Restricted TWT (R-TWT). R-TWT позволяет точке доступа не просто назначать сенсорам интервалы «бодрствования», но также запрещает любому устройству пересекать начало таких интервалов. Потенциально это позволит передавать данные сенсорам еще быстрее и с меньшими энергозатратами. В реальности добиться повышения производительности можно только при грамотной настройке параметров R-TWT. Для поиска оптимальных параметров коллектив Лаборатории разрабатывает аналитические и имитационные модели, учитывающие различные типы трафика и его интенсивность. Цель текущих исследований — расширить эти модели на более общие и сложные сценарии работы сенсорных сетей.

Список актуальных публикаций: