Gerenciamento de Energia
 
Aparelhos sem fio são alimentados a bateria (a menos que um painel solar seja usado). Portanto, mecanismos para economizar energia são cruciais para o sucesso de cada aparelho. Os protocolos padronizados para LANs assumem que as estações estão sempre prontas para receber dados, embora os receptores estejam a maior parte do tempo sob um tráfego baixo. Entretanto, essa permanente observação do meio é crítica quando os aparelhos funcionam com baterias com limitada vida útil.

A idéia básica do gerenciamento de energia do IEEE 802.11 é desligar o transceptor (dispositivo que tem a propriedade de receber e transmitir sinais de rádio) toda vez que ele for desnecessário. Como o gerenciador de energia não pode saber quando o transceptor tem que estar ativo, ele tem que ligar o transceptor periodicamente. O desligamento do transceptor deve ser transparente para os protocolos e deve ser flexível suficiente para suportar diferentes aplicações. Deve-se ter em mente que longos períodos com o transceptor desligado economizam bateria porém reduzem a média de produção daquela estação, e vice-versa.

A idéia básica de economizar energia inclui dois estados de uma estação, inativo e ativo, e armazenamento de dados do emissor. Se um emissor quiser enviar dados para uma estação capaz de economizar energia, e esta estiver inativa, os dados terão que ser armazenados. Por outro lado a estação inativa tem que ser ativada periodicamente e permanecer ativa durante um tempo. Durante este tempo, os receptores devem ser avisados sobre seus quadros de dados. Se uma estação descobre que é o destino de um pacote armazenado, ela deve aguardar ativa até que a transmissão ocorra integralmente. Manter-se ativa até o momento certo requer a função de sincronização de tempo (que foi explicada na seção Sincronização). Todas as estações tem que ser ativadas ou estarem ativadas ao mesmo tempo.

Gerenciamento de energia numa rede com infra-estrutura é muito mais simples que numa rede Ad Hoc. O AP armazena todos os quadros destinados a estações que estão operando no modo power-save. Junto com cada sinal de beacon enviado pelo AP, um mapa indicativo de tráfego TIM (traffic indication map) é transmitido. O TIM contém uma lista de estações para as quais quadros foram enviados e armazenados pelo AP.

A função de sincronização de tempo assegura que uma estação inativa vai se tornar ativa periodicamente e receber o TIM. Se o TIM indica que uma determinada estação é receptora de quadros armazenados no AP, então essa estação deve permanecer ativa para receber a transmissão. Para transmissões multicast/broadcast, as estações permanecerão sempre ativas. Uma outra razão para uma estação permanecer ativa é a transmissão de dados dessa estação para o AP. A função de sincronização de tempo continua funcionando normalmente mesmo se a estação estiver inativa.

A figura abaixo mostra um exemplo com um AP e uma estação. O estado do meio também é indicado. Novamente, o AP transmite um quadro de beacon a cada intervalo beacon. Este intervalo é agora o mesmo que um intervalo TIM. Além disso, o AP mantém um intervalo  de mapa indicativo de tráfico de entrega (DITM – delivery TIM) para enviar quadros broadcast/multicast. O intervalo DTIM é sempre um múltiplo do intervalo TIM.

Todas as estações (no exemplo, apenas uma é mostrada) são  ativadas previamente para receber TIM ou DTIM. No primeiro caso, o AP tem que transmitir um quadro broadcast e a estação deve permanecer ativa para receber esse quadro. Depois disso, ela retorna para o modo inativo. A estação volta a ficar ativa depois do próximo TIM. Dessa vez (veja na figura) o TIM é atrasado porque o meio está ocupado, e portanto, a estação permanece ativa. O AP não tem nada para enviar e a estação volta a ficar inativa.

No próximo intervalo TIM, o AP indica que a estação é destinatária de um quadro armazenado. Agora a estação responde com um PS (power saving) poll e permanece ativa para receber o quadro. O AP então transmite o quadro para a estação. Nesse momento a estação envia um sinal de ACK (que não está mostrado na figura) e pode ou não enviar algum dado (no exemplo ela envia). Depois disso a estação volta a ficar inativa novamente.

Finalmente, o AP tem mais dado broadcast para enviar no próximo intervalo DTIM, que é novamente adiado porque o meio está ocupado.

Já numa rede Ad Hoc, o processo é bem mais complicado. Nesse caso, não há AP para armazenar quadros. Portanto cada estação precisa ter a capacidade de armazenar dados se ela quer se comunicar com uma estação capaz de funcionar economizando energia. Todas as estações devem anunciar uma lista de quadros armazenados durante um período em que todas elas estão ativas. As estações destinatárias devem ser avisadas através do ATIM (Ad Hoc TIM) - o período de aviso é chamado de ATIM window.

A figura abaixo mostra uma simples rede Ad Hoc com duas estações. Novamente, o intervalo de beacon é determinado por uma função de distribuição (diferentes estações podem enviar o beacon). Entretanto devido a sincronização, todas as estações dentro da rede Ad Hoc serão ativadas ao mesmo tempo. Todas as estações permanecem ativas durante o intervalo ATIM. Nos primeiros dois intervalos mostrados na figura nenhum quadro foi armazenado, por isso as estações voltam a ficar inativas. No terceiro intervalo a estação1 tem dados armazenados para a estação2.  Isso é indicado através da transmissão de ATIM (transmit ATIM) pela estação1. A estação2 confirma o recebimento de ATIM (acknowledge ATIM) e permanece ativa para receber os dados. Depois do intervalo ATIM window, a estação1 pode transmitir o quadro de dados (transmit data), e a estação2 confirma o recebimento (acknowledge data). 


Um problema desse mecanismo ocorre quando muitas estações dentro de uma rede Ad Hoc operam no modo power-save, pois muitas estações podem querer transmitir seus ATIMs dentro do intervalo ATIM window. Isso faz com que aumente o número de colisões.

 

   
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