[發明專利]一種基于嵌入式系統的無線網卡動態電源管理方法

有效

• 申請號: 201010281531.4
• 申請日: 2010-09-10
• 公開（公告）號: CN101937266A
• 公開（公告）日: 2011-01-05
• 發明（設計）人: 劉發貴;邢曉勇;吳澤祥;曹立正
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G06F1/32
• 分類號: G06F1/32
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

1.一種基于嵌入式系統的無線網卡動態電源管理方法，其特征在于包括如下四個步驟：

1)對無線網卡的使用狀態進行劃分，包括第一狀態Active，表示無線網卡忙于收發數據，第二狀態Standby/Waiting，表示無線網卡沒有收發數據，但無線信號發射器未斷電，第三狀態Sleep，表示無線網卡的無線信號發射器斷電，但其他耗電單元仍工作，第四狀態Off，表示無線網卡的所有耗電單元都處于斷電狀態，第五狀態Idle，表示無線網卡在Standby與Sleep狀態間定期轉換；

2)通過對嵌入式系統內核的操作實現無線網卡的負載檢測；

3)根據步驟2)所獲得的負載情況實現無線網卡的狀態轉換；

4)采用半馬爾科夫模型對無線網卡動態電源管理進行優化。

2.根據權利要求1所述的無線網卡動態電源管理方法，其特征在于所述步驟2)通過在嵌入式系統獲取無線網卡的net_device結構實現無線網卡的負載檢測，具體在Linux系統下通過如下兩種方式獲得net_device結構：

一是通過搜索維護網絡設備的全局鏈表dev_base；

二是通過無線網卡驅動程序接口的方式。

3.根據權利要求1所述的無線網卡動態電源管理方法，其特征在于所述步驟3)實現的狀態轉換包括從Standby狀態到Off狀態，以及從Off狀態到Active狀態，具體在Linux系統下通過無線網卡驅動中提供的接口與對無線網卡相關標識位的操作實現無線網卡的關閉與開啟，從而實現無線網卡的狀態轉換，所涉及的接口包括第一接口CheckMode，表示查詢無線網卡所處的狀態，返回0表示無線網卡處于Off狀態，返回1表示無線網卡不處于Off狀態，第二接口On，表示將無線網卡喚醒，第三接口Off，表示將無線網卡關閉。

4.根據權利要求1所述的無線網卡動態電源管理方法，其特征在于所述步驟4)將電源管理問題建模成半馬爾可夫過程，半馬爾可夫模型表達式的定義如下：

F(ti|si，ai)：表示在狀態si時發出命令ai，在ti結束之前有事件發生的概率分布；

p(s(i+1)|si，ai，ti)：表示在狀態si時發出命令ai，在ti結束之前有事件發生的條件下，系統轉換到狀態s(i+1)的概率；

m(j|s，a)：表示在狀態s時發出命令a，系統轉換到狀態j的概率，

y(s，a)：表示在狀態s時發出命令a，處于狀態s的期望時間，

cost(s，a)：表示在s時發出命令a的平均代價，包括能耗代價和性能損耗代價，其中k(si，ai)表示在狀態si時發出命令ai的固定代價，c(s(i+1)，si，ai)表示在狀態si時發出命令ai，接下來的狀態是s(i+1)的代價率，Si+1是si有可能轉化到的狀態的集合；

對性能約束和能耗約束下的最優化策略的求解等價于對下面式子的求解：

minΣs∈SΣa∉Acostenergy(s,a)f(s,a)]]>

s.t.Σa∈Af(s,a)-Σs′∈SΣa∈Am(s|s′,a)f(s′,a)=0]]>

Σs∈SΣa∈Ay(s,a)f(s,a)=1]]>

Σs∈SΣa∈Acostperf(s,a)f(s,a)<constraint]]>

其中f(s，a)是未知數，表示在狀態s時發出命令的頻率，該公式的求解是在一定性能損耗的約束下，使得能耗最小的策略，公式中兩個cost(s，a)因對稱性交換位置，就變成求解在一定能量消耗的約束下，使得性能損耗最小的策略；

則在狀態s時發出命令a的概率為：x(si,ai)=f(si,ai)Σai∈Af(si,ai),]]>

根據系統在狀態s時發出各個命令的概率大小，選擇概率最大的那個命令；

根據半馬爾科夫模型，得出的優化策略如下表所示：