[發明專利]基于模型擬合的智能手機功耗評估方法

有效

• 申請號: 201310373880.2
• 申請日: 2013-08-23
• 公開（公告）號: CN103428320A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 呂勇強;史元春;楊維康;陳康;李建州;蘇靜芳
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H04M1/24
• 分類號: H04M1/24;H04W24/02
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賈玉健

技術領域

本發明屬于智能手機功耗監測優化領域，具體涉及一種基于模型擬合的智能手機功耗評估方法。

背景技術

根據互聯網數據中心（IDC）2013年2月14日公布的全球智能手機市場調查報告得知，在2012年Q4季度全球范圍內智能手機占據了手機出貨量的41.2%，其中搭載Android系統的智能手機占據了智能手機市場70.1%的市場份額，智能手機的時代已經來臨。智能手機因其強大的功能、豐富的應用、良好的用戶體驗而占據了移動終端市場的主導地位。但是智能手機的功耗問題卻日益突出，例如手機待機時間短、續航能力差、不規范編程行為造成的功耗損失等，成為阻礙智能手機應用深入推廣和產業進一步發展的障礙。為了優化智能手機功耗，對智能手機功耗模型的研究逐漸成為學術界和工業界的研究熱點。

智能手機平臺上的硬件使用率功耗模型來源于個人計算機平臺。研究人員首先通過運行在目標設備上的程序，周期性地記錄CPU，內存，磁盤等硬件設備的使用率，借助外接在智能手機上的恒壓電源獲取設備的實時功耗值，最后將智能手機的實時功耗和硬件使用率數據輸入模型擬合工具，通過多組數據的訓練，建立起硬件使用率和智能手機功耗值之間的函數關系。

然而，隨著硬件設備制造工藝的改進、硬件驅動程序中功耗管理模塊的日益優化，基于硬件使用率功耗模型的誤差率越來越高。首先，不是所有的硬件設備都存在可量化的使用率，比如智能手機上的GPS設備、攝像頭設備。這種類型的設備不會接收發送數據，只是簡單地改變自身狀態（打開設備、關閉設備）；其次，智能手機上的網絡設備存在“尾功耗”現象。“尾功耗”是指硬件設備關閉之后，智能手機電源模塊對該設備的供電依然保持延時的高電平效應，不能立刻降低。因此單純依靠硬件設備使用率抽象出的智能手機功耗模型必然存在較大的誤差；再次，不是所有硬件設備使用率的變化都會導致硬件設備狀態的改變。移動終端設備（Android，IOS等）具有移動設備獨有的特性，智能手機的3G、WiFi等硬件模塊存在嚴重的供電延遲現象，即尾功耗。依次在基于硬件使用率的基礎之上引入“尾功耗”這一因素能夠提高智能手機功耗模型的精確度。

發明內容

為了解決上述現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種基于模型擬合的智能手機功耗評估方法，能夠讓智能手機用戶在不借助外接測量設備的情況下，依靠智能手機功耗模型，實時的獲取比較精確的評估功耗值。

為達到以上目的，本發明采用如下技術方案：

基于模型擬合的智能手機功耗評估方法，包括如下步驟：

步驟1：獲取智能手機的參數，選取CPU、內存RAM、屏幕、WiFi、Phone、3G、SD卡和Audio音頻模塊的參數作為模型的輸入變量，所述參數具體見表1所示：

表1

步驟3：將步驟1獲取的智能手機參數輸入到模型擬合工具SPSS中，具體擬合過程為：將步驟1獲取的智能手機參數和利用外接電源測得的智能手機的所有硬件的實時總功耗值讀入模型擬合工具SPSS中，選擇線性回歸作為分析回歸類型，設定自變量和因變量，即可得出模型擬合結果；根據擬合結果得出擬合方程，即基于硬件使用率的智能手機功耗模型，在基于硬件使用率的智能手機功耗模型的基礎上，加入硬件WiFi、3G和Phone在三個時間段內對應的尾功耗值，即可得到智能手機功耗模型utDPM；所述智能手機功耗模型utDPM如式（1）所示：

p_ij＝α_ij×c_j+β_ij×d_j????（1）

式中：p_ij表示功耗測量樣本中第i個樣本的第j個硬件設備所消耗的功率，α_ij表示第i個樣本的第j個硬件設備的使用率，β_ij表示硬件WiFi、3G和Phone的尾功耗情況，c_j表示第i個樣本的第j個硬件設備使用率的系數，d_j表示硬件WiFi、3G和Phone的尾功耗的系數；

第i個樣本消耗的全部功耗如式（2）所示：

p_i＝k+(p_i0+p_i1+…+p_in)

＝k+((α_i0×c₀+β_i0×d₀)