「Wi-Fi学习」节能模式

一、Motivation

Wi-Fi设备的工作状态在不引入Sleep状态的情况下有3种，分别是：

1. Rx Idle状态：STA对信道进行监听，但并未真正地接收数据
2. Tx发送状态
3. Rx接收状态

如果长期处于工作状态（尤其是Rx Idle状态）下，能耗还是比较大的，尤其是电量有限的移动设备。所以，802.11协议有必要引入节能模式

二、Solution

在现实世界中，为了保证与AP之间的信息同步，STA需要长期保持在Rx Idle状态，而且这个状态的保持是很耗能的

在实现节能模式之前，需要引入一个新状态：

• Sleep休眠状态：STA会关闭Tx和Rx进入休眠状态，从而达到最低耗能

802.11引入Sleep状态来替代Rx Idle状态，从而达到降低能耗的目的。这其中又引入一个新问题，那就是如何保证STA即使在Sleep状态下还能与AP之间信息同步？

S1 - Rx Idle机制

在未引入Sleep状态之前的STA，为了与AP之间保持信息同步需要长期保持在Rx Idle状态

如果STA作为接收方，那么它是无法知道AP何时才会给自己发送数据的。所以STA需要保持Rx Idle状态，不断地监听信道，每一个数据包都不能漏

这种模式的缺点就是STA需要一直监听信道，不符合节能的要求。于是，802.11引入Sleep状态+缓存机制+PS-Poll请求帧。让STA可以控制AP，让AP在STA想接收数据时才将对应的下行帧发给自己。从而一改持续监听，被动接收的局面

S2 - 缓存机制

AP从外网接收到要发往STA的数据帧后，会先将其缓存，而不是直接发往STA。等到STA发送PS-Poll请求帧时，AP才会向其发送缓存数据

S3 - PS-Poll请求帧

如果正在处于Sleep状态的STA想要获取下行数据，那么它会向AP发送PS-Poll请求帧。AP收到请求后会从缓存队列中找出对应的下行帧并予以发送。如若没有找到对应帧，则返回一个空帧

三、Result

通过Sleep状态+缓存机制+PS-Poll请求帧达到节能目的