[發明專利]一種無線網卡工作模式的控制方法及系統

有效

• 申請號: 201010226609.2
• 申請日: 2010-07-14
• 公開（公告）號: CN101895974A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: 程旭;王晶;管雪濤
• 申請（專利權）人: 北京北大眾志微系統科技有限責任公司
• 主分類號: H04W52/02
• 分類號: H04W52/02;H04W88/02
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 栗若木;王漪

技術領域

本發明涉及一種無線網卡的功耗技術，特別是一種無線網卡工作模式的控制方法及系統。

背景技術

無線網絡和移動設備的飛速發展為人們提供了一個隨時隨地可用的網絡環境。現有的移動設備上運行了大量的使用無線網卡進行通信的交互式應用軟件，例如電子郵件和瀏覽器等網絡應用程序。交互式應用程序通常根據用戶的請求完成計算任務，因此其行為受到用戶行為的影響。交互式應用程序在移動設備上的使用進一步增加了移動設備的功耗。移動設備通常使用電源供電，現有電源技術無法滿足移動設備的功耗需求。電池容量和電子設備的功耗之間的差距日趨增大，因此節能是移動計算和普適計算發展的必然需求，是移動設備軟件和硬件設計的重要準則。

無線通信是移動設備必不可少的技術之一，然而無線通信設備發送接收數據的過程中通常消耗大量能量。已有的研究顯示，無線網卡的功耗占高端移動設備的10％，而在低端設備上往往能夠達到50％。因此無線網卡是移動設備節能的關鍵部件，降低無線網卡的功耗對于延長移動設備待機時間具有重要意義。

針對無線網卡節能技術的研究多種多樣，為了降低功耗，可以采用IEEE802.11協議提供的標準節能方法。IEEE802.11默認的操作模式是持續監聽模式(Continuous?Aware?Mode，CAM)，CAM模式下無線網卡一直處于高能量狀態，隨時發送和接收數據，能夠保證最低的延遲和最大的吞吐量。IEEE802.11提供的節能模式(Power?Save?Mode，PSM)定時喚醒網卡，監聽是否有傳輸請求，如果有數據要傳輸則進入高能量模式，否則回到睡眠模式，PSM能夠有效地降低系統能耗。但已有的評測結果顯示，將網卡靜止的設定在任何一種狀態下都無法靈活的均衡功耗和性能兩方面目標：CAM模式功耗開銷較大，而PSM模式可能會增加響應延遲影響應用性能。

動態節能(BSD，Bounded?SlowDown)方法結合了CAM和PSM的優點，在CAM模式完成高帶寬數據的傳輸，傳輸結束后設置在PSM模式以節省能量。BSD方法是對MAC(Media?Access?Control，媒體訪問控制)層功率管理機制的改進，目的是在盡量減少功耗的前提下，將由PSM引起的RTT(Round-Trip?Time，往返時延)延時控制在一個給定的范圍內，這個給定的范圍由參數p來控制。在該協議中，參數p實際上是功耗與延遲的一個折中點，p的值越大，功耗越小，延遲越大；p的值越小，功耗越大，延遲越小。該協議為了避免由PSM引起的傳輸延遲，在網卡發送數據后，不管是否空閑都在給定時間內一直保持蘇醒高能量狀態，這段時間之后，轉入睡眠，隨后動態偵聽信標幀，而不是每個信標間隔都會蘇醒。BSD方法的缺點在于沒有利用應用程序的信息，因此其保守的節能方案節能效果有限，而且BSD方法需要修改IEEE802.11b協議，為具體實現帶來了困難。

相比于底層的動態節能技術，應用程序驅動的動態節能方法利用了應用程序對網絡使用情況的信息，能夠更好的滿足應用程序的性能和功耗需求。STPM(Self-Tuning?Power?Mangement)是一種系統級的動態節能方案，根據應用程序提供的線索推測未來的網絡數據流，既減小了系統的功耗，又保證了應用程序的延遲性能。但是STPM方法不適用于包含用戶思考時間的請求/響應型的交互式應用程序，而且需要終端用戶的協助和對應用程序的修改。

無線網卡節能方案的目標是實現功耗和性能之間的權衡，通常是在傳輸過程中將網卡設置在高能量模式，在空閑時將網卡設置在低功耗模式。節能方案中的一個關鍵問題就是何時切換網卡狀態以及在相應狀態所需持續的時間。現有的很多預測技術對計算密集型應用效果較好，但采用處理計算密集型應用的方法來處理延遲敏感的交互式應用，沒有充分的考慮和利用交互式應用的特性，往往會降低交互式程序的性能甚至會增加交互式應用的功耗。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種無線網卡工作模式的控制方法及系統，以解決現有無線網卡的應用性能和功耗之間的均衡問題。

為了解決上述問題，本發明公開了一種無線網卡工作模式的控制系統，包括網絡數據流代理模塊，該無線網卡還包括應用程序代理模塊、用戶行為分析模塊和網卡模式預測模塊，其中：

所述網絡數據流代理模塊，用于收集和記錄網絡行為的統計數據信息；

所述應用程序代理模塊，用于捕獲和記錄用戶發起的輸入事件，其中，所述輸入事件包括鼠標事件和鍵盤事件；