[發明專利]使用功率閾值對移動通信終端進行智能功率管理的方法和裝置

有效

• 申請號: 201280008305.6
• 申請日: 2012-01-24
• 公開（公告）號: CN103348744B
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發明（設計）人: A·J·德林德萬韋恩加登;N·K·尼蒂
• 申請（專利權）人: 阿爾卡特朗訊公司
• 主分類號: H04W52/02
• 分類號: H04W52/02;G06F1/32
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所11247
• 代理人: 張瀟,楊曉光

技術領域

本發明涉及移動通信終端中的功率管理。

背景技術

移動終端正快速地從具有照相機的簡單的電話演化為配有強大的處理器、大容量的存儲器、高分辨率的照相機、多個傳感器和較大專用觸控顯示器的強大的、多功能的設備。同時，移動終端具有較小的形態因子，這給電池的大小和形狀增加了限制。即使當前的移動終端具有強大的電池，它們的同時運行各種應用（包括諸如在線游戲、流視頻和音頻的實時應用）的能力，給移動終端無需再充電即可保持可操作的時間量施加了相當的限制。

過去，移動電話的性能用在電池再次充電之間的“通話時間”和“待機”時間來測量，其中第一個測量指示移動電話用于執行呼叫時電池可為移動電話提供功率的整個時間，而后者涉及電池可保持電池可操作的整個時間。目前引入了附加的性能參數以考慮每個應用（例如，“互聯網使用時間”，“視頻重放時間”和“音頻重放時間”）在功率消耗中的差別。

然而，如果同時使用多個應用，電池功率可能會快速消耗，這使得難以預測移動終端用完功率會有多快。如果電池功率低，用戶會通過避免或僅簡短地使用特定的應用以嘗試減小功率消耗。然而，對于許多應用，用戶可能難以估計和控制移動終端的功率消耗，并且一些應用和服務會在后臺操作，這使得它們甚至對用戶是不可見的。在不知道電池中剩余的實際功率的情況下啟動應用，會造成移動終端在沒有剩余太多功率的情況下啟動耗電量大的應用，從而快速用完剩余的功率，并使終端不可操作，直到它被再次充電為止。

移動終端利用高度集成的、低功率的芯片組。芯片組中（特別是在處理器中）的功率消耗，主要由供電電壓V、時鐘頻率f、門主動切換部分α和泄露電流I_l確定。處理器的整個功率消耗P是動態功率項和靜態功率損失項的總和，并且通常模型為P=αCV²f+VI_l，其中C表示邏輯門的電容負荷。

在移動終端中使用的處理器典型地具有非常低的靜態功率損耗。當元件不使用時能夠關閉內部模塊，可獲得大的節能。可將處理器設計為支持動態頻率縮放，這為動態功率項提供了線性縮小。如果供電電壓是動態可調的，可獲得二次縮小。將其稱為動態電壓縮放（DVS），這是用于功率優化的最早方法中的一個。以計算速度作為交換，較低的供電電壓典型地減小了最大可實現的時鐘頻率，從而可同時減小電壓和時鐘頻率以實現顯著的節能。

移動終端利用各種節能策略以限制功率消耗，例如休眠模式和定時器，其中如果顯示器在特定的時間段內是非活動的，則將顯示器切換為低強度模式。一些移動終端會提供允許應用調整用于低強度顯示的定時器的接口。移動終端典型地使用電池電量狀態指示符和接收質量指示符以給用戶提供剩余電量和無線連接質量的信息，并且它們典型地結合各種休眠模式，其中當在特定的、預先配置的周期中部分系統是不活動的，則將部分系統關閉。

諸如膝上型計算機和筆記本計算機的較大的移動終端典型地具有當功率低時警告用戶的功率管理功能。功率管理功能會采取步驟以節省數據，從而可實現正常的系統關機。功率管理功能還會關閉一些功能以在休眠模式中節省功率。

功率管理功能典型地由操作系統提供。膝上型計算機操作系統典型的是具有兩個附加功能的膝上型計算機操作系統：無線連通性連通性和用戶控制的節能特征。移動操作系統，特別是那些在多任務智能電話中所使用的，通常是從典型地出現在膝上型計算機的操作系統中得到。

操作系統使用任務調度以便將處理器（或多個處理器）的利用最大化。在該上下文中，我們定義任務為由操作系統進行調度以執行的最小單元。過程是在執行時實現指定工作的程序的實例。過程可包括能夠以任何串行和/或并行的順序執行的一個或多個任務。在一些操作系統中，將任務實現為線程或輕量進程。

在多任務操作系統中，給任務分配用于調度的優先級。一些任務可以是先占的，以容納具有更高優先級的任務。在多任務操作系統中任務調度的目標是使處理器（或多個處理器）的利用最大化。為了實現不同的性能標準，在操作系統中已實施了多種調度算法。除了處理器利用，其它重要的標準包括公平、吞吐量、周轉時間、等待時間和響應時間。

在由電池供電的功率消耗是關鍵性的設備和計算機中，將功率消耗視為進一步優化標準是有益的。

已經提出了用于移動終端的用于減小應用的能量使用的功率感知算法。然而，仍存在對于實際的功率需求和遞送所需功率的實際能力的更多感知的需求。

發明內容