CN102640541B

CN102640541B - 用于移动计算设备中的自适应功率节约的方法和设备

Info

Publication number: CN102640541B
Application number: CN201080033002.0A
Authority: CN
Inventors: J.贝宁豪斯; W.恩戈; W.卡斯滕
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 2009-06-01
Filing date: 2010-05-28
Publication date: 2016-01-13
Anticipated expiration: 2030-05-28
Also published as: WO2010141383A3; EP2438787A2; EP2438787A4; US8185165B2; WO2010141383A2; US20100304794A1; CN102640541A

Abstract

描述了一种移动计算设备，包括：一个或多个无线收发器；数据业务监视模块，其操作用于监视一个或多个无线通信参数；以及功率管理模块，其操作用于基于所述一个或多个无线通信参数，为所述移动计算设备选择功率模式。在各个实施例中，所述功率模式包括扩展的功率节约模式，其中，在多个连续无线信标事件期间禁用所述一个或多个无线收发器。描述并要求保护其他实施例。

Description

用于移动计算设备中的自适应功率节约的方法和设备

背景技术

移动计算设备（如智能电话）已经在近年来变为能力较高的通信设备。除了诸如数字助理（PDA）特征之类的宽范围的处理能力（包括文字处理、电子表格、与台式计算机的信息同步（例如电子邮件）等等）以外，典型地，移动计算设备还包括提供特征（如移动电话、移动电子邮件访问、web浏览和内容（如视频和无线电）接收）的无线通信能力。示例无线通信技术包括蜂窝、卫星和移动数据联网技术。

在单个设备中提供这样的宽范围的功能导致功率需求提高。随着提供不断增长的范围的能力所需的功率量持续增加，功率的节省变成重要的考虑。因此，期望在可能时对移动计算设备的功耗进行适配以节省功率。例如，可能有利的是：基于多种无线通信参数，自适应地进入并控制不同功率节约模式以节省系统功率。因此，非常需要用于改进对移动计算设备内的功率的管理的技术。

附图说明

图1示意了第一移动计算设备的一个实施例。

图2示意了时序图的一个实施例。

图3示意了逻辑图的一个实施例。

图4A示意了功率直方图的一个实施例。

图4B示意了功率密度因子曲线图的一个实施例。

图4C示意了功率电平相对于概率的曲线图的一个实施例。

图5示意了第二移动计算设备的一个实施例。

具体实施方式

各个实施例总体可以涉及移动计算设备（如智能电话）的功率管理技术。一些实施例可以具体涉及：基于一个或多个所监视的无线通信参数，为移动计算设备选择功率模式。

在一个实施例中，例如，移动计算设备可以包括数据业务监视模块、功率管理模块以及一个或多个无线收发器。在各个实施例中，数据业务监视模块可以操作用于监视移动计算设备的一个或多个无线通信参数。例如，无线通信参数的示例可以包括移动计算设备的一个或多个应用或协议需求。在一些实施例中，功率管理模块可以操作用于：基于所述一个或多个无线通信参数，为所述移动计算设备选择功率模式。在各个实施例中，功率模式可以包括扩展的功率节约模式，其中，在多个连续无线信标事件期间禁用所述一个或多个无线收发器。信标事件可以包括从接入点或任何其他网络设备（如路由器、交换机、网关等）传输的帧或分组，所述帧或分组标识该接入点和/或无线设备/网络并一般包括与该接入点和/或无线设备/网络的特性有关的信息。描述并要求保护其他实施例。

改进对移动计算设备的功率管理可以提供多个优势。例如，在应用和协议需求降低时降低移动计算设备所需的功率量可能使系统性能得以改进并使电池寿命得以延长。此外，增加可在减少的无线活动的时间期间使无线收发器和其他合适组件断电的时间也可以改进移动计算设备的功率管理和系统性能。此外，由于随着无线需求的提高，功率可能提高，因此以动态方式实现功率管理技术可以限制用户体验的改变。描述并要求保护其他实施例。

各个实施例可以包括一个或多个元件。元件可以包括被布置为执行特定操作的任何结构。如针对设计参数或性能约束的给定集合而期望的，每个元件可以被实现为硬件、软件或其任何组合。尽管可以通过示例将实施例描述为具有处于特定拓扑的有限数目的元件、节点或模块，但是如针对给定实现而期望的，该实施例可以包括处于备选布置的元件、节点或模块的其他组合。值得注意的是，对“一个实施例”或“实施例”的任何引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性包括在至少一个实施例中。说明书中各处出现的短语“在一个实施例中”并不一定全都指代相同实施例。还应当理解，在整个申请中使用术语控制来指代数据和/或信号可以将沿任何方向流动的数据称为控制和/或状态数据或信号。描述并要求保护其他实施例。

图1示意了移动计算设备的一个实施例。具体地，图1示出了移动计算设备100的第一实施例。移动计算设备100可以作为示例而非限制地包括数据业务监视模块102、定时模块104、功率管理模块106、一个或多个收发器108、处理器110以及一个或多个天线112。这些元件或这些元件的部分可以以硬件、软件、固件或其任何组合实现。这些实施例不限于这些所示的元件。

移动计算设备100一般可以被配置为支持或提供蜂窝语音通信、无线数据通信和计算能力。移动计算设备100可以被实现为组合手持计算机和移动电话，有时被称作智能电话。智能电话的示例包括例如Palm?产品，例如Palm?Pre^TM智能电话。尽管可以通过示例、利用被实现为智能电话的移动计算设备100来描述一些实施例，但是可以认识到，这些实施例不限于该上下文中。例如，移动计算设备100可以包括或被实现为任何类型的无线设备、移动站、或者具有自给电源（如电池）的便携式计算设备，例如，膝上型计算机、超膝上型计算机、个人数字助理（PDA）、蜂窝电话、组合蜂窝电话/PDA、移动单元、订户站、用户终端、便携式计算机、手持计算机、掌上计算机、可佩带计算机、媒体播放器、寻呼机、消息收发设备、数据通信设备等等。可以参照图5来更详细地描述移动计算设备的附加细节。

在各个实施例中，移动计算设备100可以包括一个或多个无线收发器108。无线收发器108可以包括用于无线通信的组合发射机和接收机。在一些实施例中，移动计算设备100可以包括用于提供蜂窝、Wi-Fi、WLAN、蓝牙或任何其他类型的无线通信技术的分离或组合的收发器108。在一些实施例中，该一个或多个收发器可以被配置为使用天线112来传输或接收无线数据或其他无线信号。天线112可以包括或被实现为一个或多个内部天线和/或外部天线。描述并要求保护其他实施例。

在各个实施例中，移动计算设备100还可以包括数据业务监视模块102。数据业务监视模块102可以操作用于监视移动计算设备100的一个或多个无线通信参数。在各个实施例中，该一个或多个通信参数可以包括移动计算设备100的应用或协议需求中的一个或多个。例如，无线通信参数可以包括吞吐量、等待时间、功率需求、无线业务类型、无线连接类型、信号强度、或者对移动计算设备100的功率性能有影响的任何其他无线通信参数。

在各个实施例中，数据业务监视模块102可以监视在移动计算设备100的无线无线电（wirelessradio）栈和/或一个或多个收发器108上承载的数据业务，并确定何时设置该无线无线电和/或该一个或多个收发器108的功耗以及将该功耗设置在什么水平处。例如，数据业务监视模块102可以跟踪移动计算设备100的无线无线电链路上的应用和协议需求。所跟踪的需求可以与正常TCP/IP套接字接口以及其他协议（包括ICMP、DHCP、ARP、连接管理器和802.11链路管理帧）相关联。描述并要求保护其他实施例。

在一些实施例中，当该无线无线电链路和/或该一个或多个收发器108上的应用和协议需求改变时，数据业务监视模块102可以通知功率管理模块106。在各个实施例中，功率管理模块106可以操作用于：基于该一个或多个无线通信参数，为移动计算设备100选择功率模式。在一些实施例中，功率管理模块106可以为移动计算设备100选择与移动计算设备100所要求的吞吐量、等待时间和可用电池功率相匹配的适当功率电平或功率模式。例如，当应用和协议活动地发送和接收分组时，功率管理模块106可以将无线无线电和/或一个或多个收发器108配置用于较高的吞吐量，并中止任何功率节约模式。在其他实施例中，当无线无线电链路和/或该一个或多个无线收发器108上的应用和协议需求降低时，功率管理模块106可以选择与降低的需求相匹配的功率模式。描述并要求保护其他实施例。

在一些实施例中，为了节省功率，移动计算设备100可以包括多个功率模式。例如，当应用忙于使用WLAN链路用于浏览、电子邮件或媒体时，例如假定用户将期望高吞吐量和等待时间性能。因此，功率管理模块106可以在数据业务监视模块102向其通知应用和用户使用一个或多个无线收发器108在无线链路上活动时将无线无线电配置用于较高的吞吐量并中止任何功率节约模式。在一些实施例中，当数据业务监视模块102确定应用和协议吞吐量和等待时间需求已经降低时，功率管理模块106可以选择第一功率节约模式。在各个实施例中，功率节约模式可以包括：在每个无线信标事件之间禁用该一个或多个无线收发器108。

在一些实施例中，功率节约模式可以包括如802.11标准中定义的IEEE功率节约机制。在每个无线信标事件之间禁用该一个或多个无线收发器108可以降低移动计算设备100的功耗，其中该一个或多个无线收发器108典型地在上电时汲取近似200-300mA并在处于中止状态时潜在地汲取小于1mA。在功率节约模式中，无线无线电和/或一个或多个无线收发器108被唤醒以处理由接入点或其他网络设备传输的每个信标。在一些实施例中，信标处理时间间隔大约为10ms。描述并要求保护其他实施例。

在各个实施例中，可以期望附加功率节约。在一些实施例中，数据业务监视模块102将继续监视数据流量，并在应用和协议需求进一步降低时指示功率管理模块106激活扩展的功率节约模式。在一些实施例中，扩展的功率节约模式可以包括：在多个连续无线信标事件期间禁用该一个或多个无线收发器108。例如，扩展的功率节约模式可以包括：禁用该一个或多个无线收发器长达4个连续无线信标事件或大于1的任何其他数目的信标事件。禁用该一个或多个无线收发器108长达多个信标事件可以得到附加功率节约。描述并要求保护其他实施例。

在各个实施例中，移动计算设备100可以包括定时模块104。定时模块104可以操作用于从数据业务监视模块102检测无线不活动的时段。例如，可以在第一时间间隔之后选择功率节约模式，并且可以在第二时间间隔之后选择扩展的功率节约模式。在一些实施例中，第二时间间隔比第一时间间隔长。

在典型的移动计算设备中，当该设备连接至有线功率源或外部电源时，可以禁用或中止功率节约模式。在各个实施例中，当移动计算设备耦合至外部电源时，可以可选地中止扩展的功率节约模式。例如，甚至当移动计算设备100连接至外部电源时，用户也可能希望继续使用功率节约模式和扩展的功率节约模式。这种使用可以改进与移动计算设备100的使用相关联的能量效率和环境友好。

移动计算设备100的无线无线电和/或一个或多个无线收发器108必须与一个或多个无线接入点或其他网络设备保持同步以维持可靠连接。例如，移动计算设备100的该一个或多个无线收发器108可能需要与无线接入点传输802.11信标帧的时间保持同步，以便可靠地接收单播、多播和广播帧和分组。这在扩展的功率节约模式中可能有问题，在该扩展的功率节约模式中，在多个无线信标事件期间禁用该一个或多个无线收发器。在缺少纠正措施的情况下，已知对多播和广播业务的接收在扩展的功率节约模式的时段期间可能不可靠。在扩展的功率节约模式的时段期间可能不能可靠接收路由器地址解析协议（ARP）帧。此外，还必须在扩展的不活动的时段期间实现：在网络路由器和接入点上保持接入点或其他网络设备站表和网络路由器地址表完整和更新。

在各个实施例中，移动计算设备100可以包括处理器110，处理器110在移动计算设备处于扩展的功率节约模式时周期性地向一个或多个无线接入点或其他网络设备传输地址解析协议（ARP）响应，以便维持移动计算设备与该一个或多个无线接入点或其他网络设备之间的无线连接。例如，这些无故（gratuitously）传输的ARP响应可以用于维持与关联的接入点或其他网络设备的最新连接。描述并要求保护其他实施例。

在一些实施例中，功率管理模块106或处理器110可以引导无线无线电和/或一个或多个无线收发器108周期性地发送802.11空数据帧，以保持接入点连接至移动计算设备100。在其他实施例中，功率管理模块106或处理器110可以引导无线无线电和/或一个或多个无线收发器108周期性地发送ARP帧，以保持网络路由器表为最新。在一些实施例中，维护帧的自动传输将由功率管理模块106或处理器110协调以与正常信标处理事件重合。在各个实施例中，这可以具有以下效果：在利用无线无线电和/或一个或多个无线收发器108已经处于操作状态并高效执行链路可靠性任务的事实的同时还节约功率。描述并要求保护其他实施例。

在各个实施例中，除了该一个或多个无线收发器108，或者代替该一个或多个无线收发器108，可以禁用处理器110，以便在功率节约模式期间节省功率。处理器110可以包括：通用处理器或专用处理器，其被布置成为移动计算设备100提供通用或专用的计算能力。例如，处理器102可以执行与较高层协议和应用相关联的操作。例如，处理器102可以被实现为主机处理器，以提供各种用户应用，如电话、文本消息收发、电子邮件、web浏览、文字处理、视频信号显示等等。此外，处理器102可以提供对各种协议、操作和/或应用可用的一个或多个功能实用工具。这种实用工具的示例包括操作系统、设备驱动器、用户界面功能等等。在一些实施例中，处理器110可以包括通信处理器。

尽管进入各种功率节约模式，用户可以期望无线无线电和/或一个或多个无线收发器108在用户在具有多个接入点或其他网络设备的扩展服务集合ID周围移动时维持与网络的连接状态。在一些实施例中，用户可能希望查明任何周围的无线网络的链路状态和质量。为了这样做，用户通常查看在图形用户界面（GUI）和/或无线状态栏中呈现的信号栏。在各个实施例中，处理器110可以用于在已经发生用户和移动计算设备100的移动时向移动计算设备100进行通知。例如，该通知可以基于预置最小距离。由于无线无线电和/或一个或多个无线收发器108典型地不具有用于映射距离的全球定位系统（GPS）功能，因此处理器110可以测量由接入点或其他网络设备向移动计算设备100的该一个或多个无线收发器108传输的帧的信号强度以及基本路径损耗方程，以估计所移动的距离。

处理器110可以维持过去几个接收帧的相对信号强度的移动平均值，并将该平均值与由系统漫游软件设置的阈值进行比较。在一些实施例中，当平均信号强度越过阈值时，可以向移动计算设备100的主机软件指示可能的漫游事件或信号栏事件。通过监视用户和移动计算设备100的移动，处理器110可能不需要负担相当重复且简单的任务或者重复识别移动计算设备100仍连接至相同接入点或其他网络设备。在一些实施例中，这可能导致附加的功率节约。描述并要求保护其他实施例。

图2示出了时序图200的一个实施例。具体地，图2示出了图1的移动计算设备100的例如随时间的功耗，该时间是以100ms为间隔的。时序图200意欲提供移动计算设备100的功率模式转换的示例。然而，应当理解，时序图200示出了仅一个示例时序图，以及这里描述的实施例不限于图2所示的时序图。描述并要求保护其他实施例。

如202处所示，移动计算设备100可以在不启用功率节约模式的情况下正常操作。然而，例如，在204处，由于系统需求的改变，移动计算设备100可以转换至功率节约模式。例如，如204和206之间的功耗的尖峰所示，移动计算设备100对于100ms间隔可以利用降低的功率量。在一些实施例中，204和206之间的尖峰可以表示移动计算设备100使用提高的功率，以确保对所传输的信标事件的接收。例如，移动计算设备100的该一个或多个无线收发器108可以根据所调度的信标事件来每100ms地唤醒，以维持可靠连接。

在206处，由于系统或无线通信需求的附加降低，移动计算设备100可以转换至扩展的功率节约模式。如206和210之间所示，相对于功率节约模式，在扩展的功率节约模式中，移动计算设备100可能已经甚至进一步降低了功率需求。例如，在扩展的功率节约模式中，移动计算设备100的该一个或多个无线收发器108和/或处理器110在扩展的功率节约模式中可以被禁用更长的时间段。在一些实施例中，该一个或多个无线收发器108和/或处理器110可以被禁用4个信标事件的持续时间或者400ms的等效持续时间。唤醒事件之间的增加的时间可以极大地降低移动计算设备100的功耗。

在一些实施例中，可以如208处的功耗的尖峰所示传输ARP响应。在移动计算设备处于扩展的功率节约模式时，处理器110可能需要向一个或多个无线接入点或其他网络设备无故发送ARP响应，以便维持移动计算设备100与该一个或多个无线接入点或其他网络设备之间的无线连接。在210处，正常使用（诸如例如web浏览）可以重新开始，使移动计算设备100从扩展的功率节约模式退出并转换回到正常操作模式。描述并要求保护其他实施例。

上述实施例可以以软件、硬件或者软件和硬件的任何组合实现。在一些实施例中，上述功能可以使用以下编程代码或算法而实现。然而，应当理解，为了示意而非限制的目的给出了以下代码。由此，可以使用任何代码来实现上述功能，并且这样的代码仍落在所描述的实施例内。

在一些实施例中，Wi-Fi功率节约模式可以由PmWiFiService通过调用SetPalmPowerMgmt来启用。例如：

在各个实施例中，IOTCL调用将开启对功率管理特征的主设置，以及漫游模块控制无线无线电、Wi-Fi和/或一个或多个无线收发器何时被置于功率节约模式中以及退出功率节约模式的细节。在一些实施例中，当Wi-Fi驱动器接收到IOCTL时，其调用wlan_enable_palm_pwrmgmt_ioctl()以启用或禁用功率节约主设置。在各个实施例中，可以使用数据不活动定时器来发信号通知在过去的250ms内是否不存在网络业务。例如，当Wi-Fi驱动器接收或发送时，可以启动定时器，并且，如果检测到业务，则可以取消定时器。该功能可以被实现如下：

在各个实施例中，当数据不活动定时器到期时，可以启动扩展功率节约定时器。例如，扩展功率节约定时器可以具有10秒的间隔。此外，在一些实施例中，可以从Wi-Fi固件获取Dtim值。该值有助于确定Dtim乘法器。例如：

在一些实施例中，如果网络业务出现在扩展定时器的10秒时段内，则将取消扩展定时器。例如：

在其他实施例中，当扩展定时器的时间到期时，可以通过调用enableExtremePowerSaveMode()，将无线无线电、Wi-Fi和/或一个或多个无线收发器108置于扩展的功率节约模式中。在一些实施例中，该函数将dtimMultiplier配置为使得固件将仅每4个信标间隔地唤醒。在其他实施例中，该函数还可以设立无故ARP响应分组，并使用AutoTx（自动传输）特征将ARP分组发送至固件。在一些实施例中，然后，该ARP分组将由固件每55秒自动发送而不中断主机。例如：

为了节省附加功率和/或电池寿命，驱动器可以采用以下特征：其中，当发送或接收广播分组时，驱动器有意地允许固件快速回到并停留在功率节约模式。例如：

尽管以上为了示意的目的描述了特定代码，但是应当理解，可以使用任何代码来实现所描述的功能，以及这样的代码仍落在所描述的实施例内。描述并要求保护其他实施例。

参照以下附图和所附示例来进一步描述上述实施例的操作。附图中的一些可以包括逻辑图。尽管这里呈现的这种附图可以包括特定逻辑图，但是可以认识到，逻辑图仅提供了可以如何实现这里描述的一般功能的示例。此外，给定的逻辑图不一定必须按照所呈现的顺序执行，除非另有指示。此外，给定的逻辑图可以由硬件元件、处理器所执行的软件元件、或其任何组合来实现。这些实施例不限于该上下文中。

图3示出了逻辑图。具体地，图3示出了逻辑图300，逻辑图300可以表示由这里描述的一个或多个实施例执行的操作。如图3所示，在302处，可以监视移动计算设备的一个或多个无线通信参数。例如，图1的数据业务监视模块102可以监视移动计算设备100的该一个或多个无线收发器108的吞吐量和等待时间。在各个实施例中，该一个或多个通信参数可以包括移动计算设备100的应用或协议需求中的一个或多个。

在304处，可以基于该一个或多个无线通信参数，为移动计算设备选择功率模式。在一些实施例中，功率模式可以包括扩展的功率节约模式，其中，在多个连续无线信标事件期间禁用移动计算设备的一个或多个无线收发器，例如移动计算设备100的无线收发器108。

在各个实施例中，在移动计算设备处于扩展的功率节约模式时，可以向一个或多个无线接入点或其他网络设备传输地址解析协议（ARP）响应，以便维持移动计算设备与该一个或多个无线接入点或其他网络设备之间的无线连接。例如，移动计算设备100的处理器110可以向关联的接入点或其他网络设备传输ARP响应，以便维持与该接入点或其他网络设备的连接并确保该接入点或其他网络设备保持知道移动计算设备100的位置。

在一些实施例中，功率模式可以包括功率节约模式，其中，在每个无线信标事件之间禁用该一个或多个无线收发器。例如，可以在每个信标事件之间禁用移动计算设备100的该一个或多个无线收发器108，并且可以以预定间隔启用该一个或多个无线收发器108以检测信标信号。在各个实施例中，可以基于该一个或多个通信参数将功率模式选择为与移动计算设备100所需的吞吐量、等待时间和可用功率相匹配。

在一些实施例中，可以检测无线不活动的时段，并可以在第一时间间隔之后选择功率节约模式，并可以在第二时间间隔之后选择扩展的功率节约模式。在各个实施例中，第二时间间隔比第一时间间隔长。例如，在第一时间间隔之后，可以在每个无线信标事件之间禁用移动计算设备100的该一个或多个收发器108。在比第一时间间隔长的第二时间间隔之后，可以禁用该一个或多个收发器108长达多个连续无线信标事件。在一些实施例中，可以在扩展的功率节约模式中禁用该一个或多个无线收发器长达4个连续无线信标事件。描述并要求保护其他实施例。

在各个实施例中，当移动计算设备耦合至外部电源时，可以可选地中止扩展的功率节约模式。例如，如果用户要将移动计算设备100连接至AC电源，则可能期望可选地继续利用可用功率节约模式来节省功率并以更加环境友好的方式使用移动计算设备100。

在各个实施例中，还可以期望除上述功率节约外的功率节约。以下描述可导致移动计算设备（诸如例如，图1的移动计算设备100）的附加功率节约的各个实施例。

高速缓存的接入点发现

在各个实施例中，网络发现可以是消耗时间和电池功率的任务。收发器（诸如例如一个或多个无线收发器108）的基带和介质访问控制（MAC）功能均可以参与网络发现的操作。在一些实施例中，网络发现的服务可以涉及执行可靠无线或WLAN扫描以执行接入点发现的扫描逻辑。在各个实施例中，这些扫描给执行扫描的移动计算设备提供了接入点地址、名称和信号强度信息。在一些实施例中，可以期望以更加功率高效的方式执行网络发现服务以节省功率。

典型的用户情形可以涉及：例如，移动计算设备处的无线或Wi-Fi服务执行接入点发现扫描并向用户显示可用网络的列表。在一些实施例中，可以频繁更新所显示的列表，使得图形用户界面（GUI）体验易反应。在各个实施例中，当移动计算设备连接至无线或WLAN网络时，该服务可以执行接入点发现，使得其可以选择将在该时间提供最佳连接的接入点。在一些实施例中，该服务还可以在移动计算设备在具有多个接入点的扩展服务集合（ESSID）或公司网周围移动时执行接入点发现。也可以在其他未描述的时间执行接入点发现。

在各个实施例中，移动计算设备的功率节约特征可以提供由发现服务的上述不同子任务共享的接入点高速缓存或列表。例如，由该服务发出的例如相隔小于3秒的接入点发现请求可以使用在接入点高速缓存中存在的接入点列表而不是扫描新接入点。在一些实施例中，接入点可能随时间从列表中老化退出。例如，接入点高速缓存的老化退出可以以3秒的量级进行。以这种方式使用接入点高速缓存可能导致与不开启收发器和/或基带处理器以执行附加扫描操作相关联的功率节约，这是由于可以使用高速缓存中的接入点列表来替换这些重复操作中的一些。描述并要求保护其他实施例。

在搜索网络时回退（backoff）扫描间隔

在各个实施例中，当搜索要连接至的无线接入点时，移动计算设备的服务可以启动扫描间隔以确保如果找到网络的话移动计算设备可以在短时间量内连接至网络。例如，典型的扫描间隔可以包括1秒。在各个实施例中，如果在扫描期间未发现网络，则该服务可以将接续扫描之间的时间加倍以节省功率。在一些实施例中，可以将接续扫描之间的时间加倍直至预定极限，例如诸如预定最大秒数。

例如，在一些实施例中，移动计算设备可以搜索具有特定服务集合标识符（SSID）或网络名称（诸如例如“Mathilda”）的接入点。当首次发起无线或WLAN连接尝试时，移动计算设备可以执行扫描。在各个实施例中，如果在范围内未发现SSID或网络名称“Mathilda”，则接下来的接续扫描可能分别在2、4、8、16、32和64秒等之后进行，或者直到已达到预定阈值为止。在各个实施例中，可以调整最大间隔，以根据在移动计算设备上可用的电池电平来以更大的量接续地回退扫描间隔。回退扫描之间的时间可以导致移动计算设备的附加功率节约。描述并要求保护其他实施例。

卸载保持活动和应用分组至通信处理器

在各个实施例中，移动计算设备的服务可能需要提供以下接口：其中，可以自动从移动计算设备传输周期性的面向应用的分组。例如，电子邮件程序可能需要维持与电子邮件服务器的连接，使得可以向移动计算设备推送电子邮件。在各个实施例中，可以将该周期性传输从主机处理器卸载至通信处理器以节省功率。描述并要求保护其他实施例。

在网络周围移动时的附加功率节约

在一些实施例中，可以使移动计算设备在包含多个接入点的扩展服务集合标识符（ESSID）或公司网周围移动。在移动时，可能需要移动计算设备选择新的或不同的接入点以维持网络连接。在各个实施例中，移动计算设备的服务可以将无线或WLAN通信处理器编程为具有接收信号强度指示符（RSSI）触发器以辅助该过程并节约功率。

在各个实施例中，选择正确RSSI触发器需要基于接入点在不同区域上的不同拓扑和密度来创建无线或WLAN环境的模型。例如，无线或WLAN环境模型可以包含包括低和高密度的接入点部署的离散状态。还可以存在附加状态。例如，图4A可以示出对于具有不同区域中的不同拓扑和密度的接入点的两个建筑物的仿真功率直方图。更具体地，图4A示出了建筑物2.2和建筑物3.1的功率相对于概率密度函数的曲线图。如图所示，建筑物2.2可以包括低密度，以及建筑物3.1可以包括高密度。描述并要求保护其他实施例。

在各个实施例中，可以例如通过仿真并通过主动和被动扫描已知为低和高密度接入点部署的网络来对无线环境（例如，图4A所示的环境）进行建模。在一些实施例中，仿真可以包括：将接入点置于网格上，以及然后对标准路径损耗方程进行迭代，以在不同位置处生成每接入点的信号强度的表。在一些实施例中，可以在大公司、城市网、个人网、室内和室外的不同建筑物或者公共热点、或者已知存在多个接入点的任何其他位置处执行这种类型的扫描。在一些实施例中，信号强度的直方图提供了不同密度接入点部署的数学模型，如图4B所示。更具体地，图4B示出了曲线图，该曲线图示出高和低密度下RSSI的概率密度函数。该曲线图的水平轴示出了来自接入点的接收功率电平，以及垂直轴示出了百分比。描述并要求保护其他实施例。

在各个实施例中，可以开发针对不同接入点密度模型的概率密度函数。这些模型可以例如被移动计算设备的设计者或服务用于选择与接入点部署的密度相匹配的适当RSSI触发器。在一些实施例中，可以使用贝叶斯推理将模型训练至使用移动计算设备的实际无线或WLAN环境。在各个实施例中，通过提供在WLAN环境的最高效地点处调用无线或WLAN无线电的扫描操作的适当RSSI触发器，可以实现功率节约。

图4C示出了样本曲线图，该样本曲线图示出对于高和低密度区域的功率电平相对于概率的变化。如上所述，可以使用与图4C所示的曲线图类似的曲线图，来选择适当的RSSI触发器以允许移动计算设备仅在无线环境的最高效地点处调用扫描操作，如低和高密度曲线的峰值所示。仅在无线环境的最高效地点处调用扫描操作可以导致移动计算设备的功率节省，这是由于在低接入点可用性的区域中可能不浪费计算功率。描述并要求保护其他实施例。

在一些实施例中，当移动计算设备扫描接入点时，可以将接收信号功率电平的列表与概率密度函数或WLAN环境模型进行比较。在各个实施例中，可以使用贝叶斯推理，来通过识别接入点部署的密度而选择适当RSSI触发器。

最初，在一些实施例中，处于任一拓扑中的概率可以是0.5，但是在接收到每个RSSI样本时，可以根据如下等式（1）所示的方程来调整概率：

等式（1）

其中，H-high是高密度网络假设，H-low是低密度假设，以及S是所接收的来自AP的样本RSSI测量。

在各个实施例中，所得到的值可以用作下一样本的P(Hhigh)。这样，该模型可以按需适配，并可以静态地不理会不提供这两个假设之间的清楚区别的样本。在各个实施例中，多于两个假设是可能的，但是为了示意而非限制的目的，仅示出了两个假设。描述并要求保护其他实施例。

通信处理器传输参数

在各个实施例中，上述贝叶斯模型和推理可以有助于识别其他服务质量参数。例如，可以调整速率选择算法、帧大小、聚集大小和/或分组重试限制，以适合于接入点部署密度。在各个实施例中，对这些参数中的一个或多个的调整可以导致帧的更高效传输以及附加的功率节约。

通信处理器计时速度

在一些实施例中，随着对于移动计算设备的功率、热或蓝牙共存需求改变，移动计算设备的服务可以改变通信MAC、基带和/或CPU运行的时钟速度。在各个实施例中，通过单独地或一起调整时钟速度，可以节约更多功率，可以生成更少热量，并可以改进对于共享ISM频带的与蓝牙无线电重叠的需求。描述并要求保护其他实施例。

图5示出了适于实现各个实施例（包括移动计算设备100）的第二移动计算设备500的框图。可以认识到，移动计算设备500仅是合适移动计算环境的一个示例，并且并不意在暗示对这些实施例的使用或功能的范围的任何限制。移动计算设备500也不应被解释为具有与示例移动计算设备500中所示的组件中的任一个或组合相关的任何依赖性或需求。

主机处理器502（例如与处理器110类似）可以负责执行诸如系统程序和应用程序之类的各种软件程序，以为移动计算设备500提供计算和处理操作。无线电处理器504可以负责执行移动计算设备500的各种语音和数据通信操作（例如，在一个或多个无线通信信道上传输和接收语音和数据信息）。尽管移动计算设备500被示作具有双处理器架构，但是可以认识到，根据所描述的实施例，移动计算设备500可以使用任何合适处理器架构和/或任何合适数目的处理器或任何合适数目的处理器核。在一个实施例中，例如，处理器502、504可以使用单个集成处理器而实现。

可以使用任何合适处理器或逻辑设备（如通用处理器）将主机处理器502实现为主机中央处理单元（CPU）。根据所描述的实施例，还可以将主机处理器502实现为芯片多处理器（CMP）、专用处理器、嵌入式处理器、媒体处理器、输入/输出（I/O）处理器、协同处理器、微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）、可编程逻辑设备（PLD）或者其他处理设备。

如图所示，主机处理器502可以通过存储器总线508耦合至存储器510。存储器总线508可以包括允许主机处理器502访问存储器510的任何合适接口和/或总线架构。尽管为了示意的目的可以将存储器510示作与主机处理器502分离，但是值得注意的是，在各个实施例中，某部分或整个存储器510可以包括在与主机处理器502相同的集成电路上。备选地，某部分或整个存储器510可以布置在主机处理器502的集成电路外部的集成电路或其他介质（如硬盘驱动器）上。在各个实施例中，移动计算设备500可以包括例如用于支持多媒体和/或存储器卡的扩展槽。

存储器510可以使用能够存储数据的任何计算机可读介质（如易失性或非易失性存储器、可移除或不可移除存储器、可擦除或不可擦除存储器、可写入或可再写入存储器等等）实现。计算机可读存储介质的示例可以包括但不限于随机存取存储器（RAM）、动态RAM（DRAM）、双数据速率DRAM（DDRAM）、同步DRAM（SDRAM）、静态RAM（SRAM）、只读存储器（ROM）、可编程ROM（PROM）、可擦除可编程ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）、闪存（如NOR或NAND闪存）、内容可寻址存储器（CAM）、聚合物存储器（如铁电聚合物存储器）、相变存储器、双向存储器、铁电存储器、硅-氧化物-氮化物-氧化物-硅（SONOS）存储器、磁或光卡、或者适于存储信息的任何其他类型的介质。

移动计算设备500可以包括与主机处理器502耦合的字母数字键区512。键区512可以包括例如QWERTY按键布局和集成拨号盘。移动计算设备500还可以包括各种按键、按钮和开关，诸如例如输入键、预置和可编程热键、左和右动作按钮、导航按钮（如多方向导航按钮）、电话/发送和电源/结束按钮、预置和可编程快捷按钮、音量摇臂开关、具有振动模式的振铃器开启/关闭开关等等。键区512可以包括使用硬按钮的物理键区或者使用在显示器514上显示的软按钮的虚拟键区。键区还可以包括拇指板（thumbboard）。

移动计算设备500可以包括与主机处理器502耦合的显示器514。显示器514可以包括用于向移动计算设备500的用户显示内容的任何合适视觉界面。在一个实施例中，例如，显示器514可以由液晶显示器（LCD）（例如，触摸敏感色彩（如56比特色彩）薄膜晶体管（TFT）LCD屏幕）实现。触摸敏感LCD可以与触笔和/或手写识别器程序一起使用。

移动计算设备500可以包括与主机处理器502耦合的振动电动机516。可以根据移动计算设备500的用户的偏好来启用或禁用振动电动机516。在启用时，振动电动机516可以使移动计算设备500响应于触发事件（例如接收到电话呼叫、文本消息、警报条件、游戏条件等等）而以一般和/或形成图案的方式移动或抖动。可以在固定持续时间内和/或根据脉冲周期性地进行振动。

移动计算设备500可以包括与主机处理器502耦合的输入/输出（I/O）接口518。I/O接口518可以包括一个或多个I/O设备，例如串行连接端口、SDIO总线、PCI、USB、红外端口、集成蓝牙无线能力、全球定位系统（GPS）能力和/或集成802.11x（如802.11b、802.11g、802.11a、802.11n等）（WiFi）无线能力，以用于实现与本地计算机系统（如本地个人计算机（PC））的有线（如USB线缆）和/或无线连接。在各个实施方式中，移动计算设备500可以被布置为与本地计算机系统同步信息。

主机处理器502可以耦合至支持移动计算设备500的A/V能力的各种音频/视频（A/V）设备520。A/V设备520的示例可以包括例如麦克风、一个或多个扬声器（如扬声器系统108）、连接音频耳机的音频端口、音频编码器/解码器（编解码器）、音频播放器、音乐仪器数字接口（MIDI）设备、数码摄影机、视频摄影机、视频编解码器、视频播放器等等。

主机处理器502可以耦合至被布置为给移动计算设备500的元件供给功率并管理该功率的电源522。在各个实施例中，电源522可以由可再充电电池（例如，用于提供直流（DC）功率的可移除且可再充电锂离子电池）和/或用于从标准AC主电源汲取功率的交流（AC）适配器实现。

无线电处理器504可以被布置为在无线通信信道的一个或多个所指派的频带上传送语音信息和/或数据信息。可以使用任何合适处理器或逻辑设备（如调制解调器处理器或基带处理器）将无线电处理器504实现为通信处理器。根据所描述的实施例，还可以将无线电处理器504实现为数字信号处理器（DSP）、介质访问控制（MAC）处理器或任何其他类型的通信处理器。无线电处理器504可以执行移动计算设备500的模拟和/或数字基带操作。例如，无线电处理器504可以执行数模转换（DAC）、模数转换（ADC）、调制、解调、编码、解码、加密、解密等等。

移动计算设备500可以包括与无线电处理器504耦合的存储器524。存储器524可以使用参照存储器510描述的计算机可读介质中的任一个而实现。典型地，存储器524可以被实现为闪存和同步动态随机存取存储器（SDRAM）。尽管存储器524可以被示作与无线电处理器504分离，但是存储器524中的一些或全部可以包括在与无线电处理器504相同的IC上。

移动计算设备500可以包括与无线电处理器504耦合的收发器模块526。收发器模块526可以包括：一个或多个收发器，例如移动计算设备100的无线收发器108，其被布置为使用不同类型的协议、通信范围、操作功率需求、RF子带、信息类型（如语音或数据）、使用情形、应用等等进行通信。在各个实施例中，收发器模块526可以包括：一个或多个收发器，其被布置为如前所述支持无线网络系统或协议的语音通信和/或数据通信。在一些实施例中，收发器模块526还可以包括用于支持位置确定和/或基于位置的服务的全球定位系统（GPS）收发器。

收发器模块526一般可以使用如针对给定实施方式而期望的一个或多个芯片来实现。尽管为了示意的目的可以将收发器模块526示作与无线电处理器504分离且处于无线电处理器504的外部，但是值得注意的是，在各个实施例中，某部分或整个收发器模块526可以包括在与无线电处理器504相同的集成电路上。这些实施例不限于该上下文中。

移动计算设备500可以包括用于传输和/或接收电信号的天线系统528。如图所示，天线系统528可以通过收发器模块526耦合至无线电处理器504。天线系统528可以包括或被实现为一个或多个内部天线和/或外部天线，例如移动计算设备100的天线112。

移动计算设备500可以包括与无线电处理器504耦合的订户身份模块（SIM）530。SIM530可以包括例如可移除或不可移除智能卡，其被布置为对语音和数据传输进行加密，并存储用户特有数据以允许语音或数据通信网络识别和认证用户。SIM530还可以存储用户特有的数据，例如个人设置。在一些实施例中，SIM530可以被实现为UMTS通用SIM（USIM）卡或CDMA可移除用户身份模块（RUIM）卡。SIM530可以包括SIM应用工具包（STK）532，SIM应用工具包532包括使SIM530能够执行各种功能的编程命令集合。在一些情况下，STK532可以被布置为使SIM530能够独立地控制移动计算设备500的各个方面。

如上所述，主机处理器502可以被布置为给移动计算设备500提供处理或计算资源。例如，主机处理器502可以负责执行各种软件程序，包括系统程序（如操作系统（OS）534）和应用程序536。系统程序一般可以辅助移动计算设备500的运行并可以直接负责控制、集成和管理计算机系统的各个硬件组件。根据所描述的实施例，可以将OS534实现为例如WebOS?、PalmOS?、PalmOS?Cobalt、Microsoft?WindowsOS、MicrosoftWindwos?CEOS、Microsoft袖珍PCOS、Microsoft移动OS、SymbianOS^TM、EmbedixOS、LinuxOS、无线二进制运行时环境（BREW）OS、JavaOS、无线应用协议（WAP）OS或者其他合适OS。移动计算设备500可以包括其他系统程序，例如设备驱动器、编程工具、实用程序、软件库、应用编程接口（API）等等。

应用程序536一般可以允许用户实现一个或多个具体任务。在各个实施方式中，应用程序536可以提供一个或多个图形用户界面（GUI），以在移动计算设备500与用户之间传送信息。在一些实施例中，应用程序536可以包括在主机处理器502的OS535之上运行的上层程序，该上层程序与下层的功能和协议相结合进行操作，所述下层包括例如传输层（如传输控制协议（TCP）层）、网络层（如网际协议（IP）层）和链路层（如用于针对通信而对数据进行转换和格式化的点对点（PPP）层）。

应用程序536的示例可以包括但不限于消息收发应用、web浏览应用、个人信息管理（PIM）应用（如联系人、日历、日程安排、任务）、文字处理应用、电子表格应用、数据库应用、媒体应用（如视频播放器、音频播放器、多媒体播放器、数码摄影机、视频摄影机、媒体管理）、游戏应用等等。消息收发应用可以被布置为以多种格式传送各种类型的消息。消息收发应用的示例可以包括但不限于蜂窝电话应用、网际协议上的语音（VoIP）应用、一键通（PTT）应用、语音邮件应用、传真应用、视频电话会议应用、IM应用、电子邮件应用、SMS应用、MMS应用等等。还应当认识到，根据所描述的实施例，移动计算设备500可以实现其他类型的应用。

在一些实施例中，主机处理器502可以包括数据业务监视模块504和功率管理模块507。例如，数据业务监视模块504和功率管理模块507可以是参照图1描述的相同的数据业务监视模块102和功率管理模块106或与之相似。

移动计算设备500可以包括在存储器510中实现的各种数据库。例如，移动计算设备500可以包括消息内容数据库538、消息日志数据库540、联系人数据库542、媒体数据库544、偏好数据库546等等。消息内容数据库538可以被布置为存储由一个或多个消息收发应用发送和接收的各种类型的消息的内容和附件（例如媒体对象）。消息日志540可以被布置为跟踪由一个或多个消息收发应用发送和接收的各种类型的消息。联系人数据库542可以被布置为存储由移动计算设备500的用户指定的个体或实体的联系人记录。媒体数据库544可以被布置为存储各种类型的媒体内容，例如图像信息、音频信息、视频信息和/或其他数据。偏好数据库546可以被布置为存储用于控制移动计算设备500的操作的各种设置（如规则和参数）。

在一些情况下，各个实施例可以被实现为制造件。制造件可以包括计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质被布置为存储用于执行一个或多个实施例的各种操作的逻辑、指令和/或数据。存储介质的示例可以包括但不限于先前描述的那些示例。在各个实施例中，例如，制造件可以包括磁盘、光盘、闪存或固件，其包含适于由通用处理器或专用处理器执行的计算机程序指令。然而，这些实施例不限于该上下文中。

各个实施例可以使用硬件元件、软件元件或二者的组合而实现。硬件元件的示例可以包括以下示例中的任一个：这些示例是先前针对逻辑设备而提供的并且还包括微处理器、电路、电路元件（如晶体管、电阻器、电容器、电感器等）、集成电路、逻辑门、寄存器、半导体设备、芯片、微芯片、芯片组等等。软件元件的示例可以包括软件组件、程序、应用、计算机程序、应用程序、系统程序、机器程序、操作系统软件、中间件、固件、软件模块、例程、子例程、功能、方法、过程、软件接口、应用程序接口（API）、指令集、计算代码、计算机代码、代码段、计算机代码段、文字、值、符号或其任何组合。确定是否使用硬件元件和/或软件元件实现实施例可以根据任何数目的因素（例如，所期望的计算速率、功率电平、热容限、处理周期预算、输入数据速率、输出数据速率、存储器资源、数据总线速度、以及针对给定实施方式而期望的其他设计或性能约束）而变化。

可以使用表述“耦合”和“连接”及其派生词来描述一些实施例。这些术语不一定预期作为彼此的同义词。例如，，可以使用术语“连接”和/或“耦合”来描述一些实施例，以指示两个或更多个元件彼此直接物理或电气接触。然而，术语“耦合”还可以表示两个或更多个元件并不彼此直接接触但仍然彼此协作或交互。

强调的是，提供了本公开的摘要以符合37C.F.R.第1.72（b）节，37C.F.R.第1.72（b）节要求将允许读者快速确定技术公开的本质的摘要。应理解，提交的摘要将不用于解释或限制权利要求的范围或意义。此外，在以上具体实施方式中可见，为了简化本公开的目的，将各种特征一起分组在单个实施例中。该公开方法不应被解释为反映以下意愿：要求保护的实施例需要比在每个权利要求中明确记载的特征更多的特征。相反，如以下权利要求所反映的，本发明的主题在于单个所公开的实施例的部分特征。因此，以下权利要求由此并入具体实施方式中，其中，每个权利要求独自代表单独的实施例。在所附权利要求中，术语“包含”和“在其中”分别用作相应术语“包括”和“其中”的简明英文等同替换。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用作标签，而不意在对其对象施加数值要求。

尽管以专用于结构特征和/或方法动作的语言描述了主题，但是应当理解，所附权利要求中限定的主题不必限于上述具体特征或动作。相反，上述具体特征和动作是作为实现权利要求的示例形式而公开的。

Claims

1.一种移动计算设备，包括：

一个或多个无线收发器；

数据业务监视模块，其操作用于监视一个或多个无线通信参数；以及

功率管理模块，其操作用于基于所述一个或多个无线通信参数，为所述移动计算设备选择功率模式，其中，所述功率模式包括扩展的功率节约模式，其中，在多个连续无线信标事件期间禁用所述一个或多个无线收发器；

所述移动计算设备还包括：通信处理器，用于在所述移动计算设备处于所述扩展的功率节约模式时周期性地向一个或多个无线接入点或其他网络设备传输地址解析协议(ARP)响应，以便维持所述移动计算设备与所述一个或多个无线接入点或其他网络设备之间的无线连接。

2.根据权利要求1所述的移动计算设备，其中，所述功率模式包括功率节约模式，其中，在每个无线信标事件之间禁用所述一个或多个无线收发器。

3.根据权利要求2所述的移动计算设备，还包括：

定时模块，其操作用于检测无线不活动的时段，其中，所述功率节约模式是在第一时间间隔之后选择的，以及所述扩展的功率节约模式是在第二时间间隔之后选择的，并且，其中所述第二时间间隔比所述第一时间间隔长。

4.根据权利要求1所述的移动计算设备，其中，所述扩展的功率节约模式包括：禁用所述一个或多个无线收发器长达4个连续无线信标事件。

5.根据权利要求1所述的移动计算设备，其中，当所述移动计算设备耦合至外部电源时，可选地中止所述扩展的功率节约模式。

6.根据权利要求1所述的移动计算设备，其中，基于所述一个或多个通信参数，将所述功率模式选择为与所述移动计算设备所需的吞吐量、等待时间和可用功率相匹配。

7.根据权利要求1所述的移动计算设备，其中，所述一个或多个通信参数包括所述移动计算设备的应用或协议需求中的一个或多个。

8.一种用于移动计算设备中的自适应功率节约的方法，包括：

监视移动计算设备的一个或多个无线通信参数；以及

基于所述一个或多个无线通信参数，为所述移动计算设备选择功率模式，其中，所述功率模式包括扩展的功率节约模式，其中，在多个连续无线信标事件期间禁用所述移动计算设备的一个或多个无线收发器；

所述方法还包括：

在所述移动计算设备处于所述扩展的功率节约模式时，周期性地向一个或多个无线接入点或其他网络设备传输地址解析协议(ARP)响应，以便维持所述移动计算设备与所述一个或多个无线接入点或其他网络设备之间的无线连接。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述功率模式包括功率节约模式，其中，在每个无线信标事件之间禁用所述一个或多个无线收发器。

10.根据权利要求9所述的方法，还包括：

检测无线不活动的时段；以及

在第一时间间隔之后选择所述功率节约模式，并在第二时间间隔之后选择所述扩展的功率节约模式，其中，所述第二时间间隔比所述第一时间间隔长。

11.根据权利要求8所述的方法，其中，所述扩展的功率节约模式包括：禁用所述一个或多个无线收发器长达4个连续无线信标事件。

12.根据权利要求8所述的方法，还包括：

当所述移动计算设备耦合至外部电源时，中止所述扩展的功率节约模式。

13.根据权利要求8所述的方法，其中，基于所述一个或多个通信参数，将所述功率模式选择为与所述移动计算设备所需的吞吐量、等待时间和可用功率相匹配。

14.根据权利要求8所述的方法，其中，所述一个或多个通信参数包括所述移动计算设备的应用或协议需求中的一个或多个。