CN103080870B - 移动设备的电池功率管理 - Google Patents

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Abstract

本文描述了用于管理移动设备的电池功率的技术。在一个方面，在移动设备上执行应用之前，可以为该应用预留电池功率。这种预留可以确保该应用具有足够的电池功率以用于执行。在另一个方面，可以基于应用的优先级来向它们分配电池功率。可以基于应用的优先级来对它们进行排序，并且可以从最高优先级应用开始，每次将移动设备的可用电池功率分配给一个应用。在另一个方面，可以基于移动设备的电池放电曲线来向应用分配电池功率。可以基于至少一个目标来选择电池放电曲线上的操作点。可以基于所选择的操作点来确定可用电池功率，并将其分配给应用。

Description

移动设备的电池功率管理
技术领域
概括地说，本发明涉及电子技术，具体地说，本发明涉及用于管理移动设备的技术。
背景技术
移动设备已成为消费者日常生活的日渐重要的组成部分。这些移动设备包括蜂窝电话、个人数字助理（PDA）、膝上型计算机、上网本等等。移动设备的计算能力、数据速率和存储能力在过去几十年来大幅增长，并预期继续快速增长。作为结果，移动设备目前除支持语音呼叫之外，还可以支持多种服务。例如，智能电话可以允许用户进行电话呼叫、浏览网页、观看视频、听音乐、发送即时消息、管理银行帐户、进行股票交易等等。
新的服务和应用正持续地推出，以进一步增强移动设备的使用性。例如，多家公司已开始开发用于将蜂窝电话与生物物理和医学传感器集成在一起以使用户可以使用蜂窝电话来管理他/她的健康和保健状况的服务和技术。此外，多家网络运营商还提供允许用户将应用动态地下载到移动设备的服务，从而进一步扩展这些移动设备的能力。
可用于移动设备的多种服务和应用需要：处理能力、多媒体处理和渲染、网络连接和/或诸如紫蜂（Zigbee）和蓝牙（Bluetooth）之类的个域网支持。一般情况下，这些各种活动会增加移动设备的功耗。然而，移动设备通常用内部电池进行操作，并且具有有限的电池功率。电池容量的提高还没有跟上移动设备的处理能力和带宽的提高，以及用于移动设备的服务和应用的激增。因此，移动设备的电池寿命通常是一种主要限制因素和用户抱怨的主要源由。
发明内容
本申请描述了用于使用服务质量（QoS）机制来管理移动设备的电池功率的技术。这些技术可以分配电池功率，使得可以基于各种考虑因素向不同的应用分配不同的电池功率量。这些技术可以改善性能和用户体验。
在一个方面，可以在移动设备上执行应用之前为所述应用预留电池功率。这种预留可以确保该应用具有足够的电池功率以用于执行。在一种设计方案中，可以接收变得活跃（active）的应用的指示。可以确定所述移动设备的可用电池功率以及针对所述应用所需要的电池功率。如果所需要的电池功率不超过所述可用电池功率，则可以向所述应用分配所需要的电池功率。如果所需要的电池功率超过所述可用电池功率，则可以执行一个或多个减轻动作。
在另一个方面，可以基于应用的优先级向这些应用分配电池功率。在一种设计方案中，可以识别在移动设备上活跃的应用，并且可以确定它们的优先级。可以基于这些应用的优先级向这些应用分配电池功率。例如，可以基于这些应用的优先级对这些应用进行排序，并且可以从最高优先级应用开始，每次将可用电池功率分配给一个应用。
在另一个方面，可以基于移动设备上的电池的电池放电曲线，来向应用分配电池功率。在一种设计方案中，可以识别在移动设备上活跃的至少一个应用。可以确定适用于该移动设备的电池放电曲线。随后，可以基于所述电池放电曲线，向所述至少一个应用分配电池功率。例如，可以基于诸如长电池寿命、良好性能等等之类的至少一个目标，来选择电池放电曲线上的操作点。可以基于所选择的操作点来确定可用电池功率或者电流，并且可以将其分配给所述至少一个应用。
下面进一步详细描述本发明的各个方面和特征。
附图说明
图1示出了移动设备的框图。
图2示出了用于移动设备的电池控制器的框图。
图3示出了用于向应用分配电池功率的方法。
图4示出了电池放电曲线的图。
图5示出了用于在执行应用之前，向该应用分配电池功率的方法。
图6示出了用于为应用预留电池功率的方法。
图7示出了用于基于优先级向应用分配电池功率的方法。
图8示出了用于基于电池放电曲线来分配电池功率的方法。
具体实施方式
图1示出了移动设备100的示例性设计方案的框图。此外，移动设备100还可以称为用户设备（UE）、移动站、终端、接入终端、移动装备、用户单元、站等等。移动设备100可以是蜂窝电话、PDA、无线调制解调器、手持设备、膝上型计算机、上网本等等。移动设备100可以通过接收路径和发送路径来支持双向通信。
在接收路径中，天线112可以接收由基站和/或其它发射机站发送的信号，并且可以向接收机（RCVR）114提供所接收的信号。接收机114可以处理（例如，滤波、放大、下变频和数字化）所接收的信号，并且向数字部分120提供输入采样。在发送路径中，数字部分120可以对要发送的数据进行处理，并且向发射机（TMTR）116提供输出采样。发射机116可以对这些输出采样进行处理（例如，转换成模拟信号、滤波、放大和上变频），并且生成可以通过天线112来发送的上行链路信号。
数字部分120可以包括支持通信和其它服务的各种处理、存储器和接口单元。在图1所示的设计方案中，数字部分120包括中央处理单元（CPU）130、数字信号处理器（DSP）132、主控制器134、存储器136、本地通信（Comm）处理器138、电池控制器140、应用（APP）存储单元142、输入/输出（I/O）控制器144、外部总线接口（EBI）146和显示控制器148。CPU130可以执行针对活跃应用的处理，并且CPU 130可以包括一个或多个精简指令集计算机（RISC）处理器、通用处理器等等。DSP 132可以执行针对通信的处理，例如，编码、解码、调制、解调、加密、解密等等。控制器134可以指导移动设备100处的各个单元的操作，并且/或者可以执行其它功能。存储器136可以存储用于数字部分120中的各个单元的数据和/或指令。处理器138可以支持例如通过紫蜂（Zigbee）、蓝牙（Bluetooth）等等与个域网（PAN）的本地通信。电池控制器140可以管理移动设备100的电池功率，如下所述。
移动设备100可以支持多种应用和服务。应用可以是指用户可以直接使用的程序。服务可以是指系统或者移动设备提供的功能。例如，YouTube可以是用户可使用的应用，并且其可以依赖于诸如数据服务、图形处理、用户界面、功率管理等等之类的多种服务。存储单元142可以存储由移动设备100支持的应用。移动设备100还可以支持诸如语音、分组数据、网页浏览、视频共享、视频电话、电子邮件、即时消息传递、一键通（push-to-talk）、多路通话（multi-way call）、广播接收、媒体播放器、游戏等等之类的各种服务。通常，在任何给定时刻，任意数量的应用和所支持的应用中的任何一个应用都可以是活跃的。可以在任何给定时刻调用任意数量的服务和所支持的服务中的任何一个服务，以支持活跃的应用。
I/O控制器144可以与诸如键盘152、摄像机154、麦克风和扬声器（图1中没有示出）等等之类的外部单元进行接口连接。EBI146可以有助于数字部分120和主存储器156之间的数据传送，其中主存储器156可以为移动设备100提供大容量存储。显示控制器148可以执行处理，以有助于实现文本、视频和/或图形在显示单元158上的显示。显示单元158可以是液晶显示器（LCD）或者某种其它类型的显示器。电池150可以为移动设备100提供电池功率。
数字部分120可以用一个或多个专用集成电路（ASIC）和/或某种其它类型的集成电路（IC）来实现。例如，数据部分120中的所有单元或者大多单元可以在来自于高通（Qualcomm）公司的移动站调制解调器TM（MSMTM）ASIC上实现，并且电池控制器140可以在也来自于高通公司的电源管理IC（PMIC）上实现。电池控制器140还可以使用数字部分120中的其它单元来实现。接收机114和发射机116可以在一个或多个模拟IC、射频IC（RFIC）、混合信号IC等等上实现。
图1示出了移动设备100的示例性设计方案。通常，移动设备100可以包括与图1中所示出的相比更少、更多和/或不同的处理、存储器和接口单元。数字部分120中的处理单元的数量和处理单元的类型可能取决于诸如移动设备100支持的通信网络和服务、成本和功率考虑因素等等之类的各种因素。
移动设备100可以包括若干个子系统，其中每一个子系统提供特定的功能。例如，移动设备100可以包括：包括接收机114和发射机116的RF子系统、包括CPU130的CPU子系统、包括DSP132的DSP子系统、包括显示控制器148和显示单元158的显示子系统、包括本地通信处理器138的PAN子系统、包括EBI146以及存储器136和156的存储器子系统、包括I/O控制器144和摄像机154的摄像机子系统等等。还可以以其它方式来规定子系统。例如，可以将接收机114和发射机116视为两个单独的子系统。再举一个例子，可以将CPU130和/或DSP132各自划分成多个子系统。在任何情况下，可以在需要相关联的功能时启用各子系统，否则可以禁用各子系统以节约电池功率。
图2示出了图1中的移动设备100里的电池控制器140的示例性设计方案的框图。在该设计方案中，电池控制器140包括电池管理器210和功率监测器220。电池管理器210可以接收移动设备100中正在活跃的N个应用的指示，其中N可以是一或者更大。通常，移动设备100可以支持任意数量的应用，并且在任何给定时刻可以有任意数量的活跃应用。电池管理器210还可以接收可以用于向这些活跃应用分配电池功率的各种类型的信息。例如，电池管理器210可以接收指示这些应用的优先级、移动设备100中的各个子系统的功耗、电池150的放电曲线、电池功率管理的目标等等的信息。如下所述，电池管理器210可以基于所有接收的信息来向这些活跃的应用分配电池功率。
功率监测器220可以监测移动设备100中的M个活跃子系统的功耗，其中M可以是一或者更大。通常，移动设备100可以包括任意数量的子系统，并且在任何给定时刻可以有任意数量的活跃子系统，以支持这些活跃的应用和移动设备100的其它功能。功率监测器220可以确定每一个活跃子系统所消耗的电池功率量，并且可以将该信息提供给电池管理器210。电池管理器210可以基于来自功率监测器220的信息来分配和管理电池功率。
在一种电池功率管理方案中，可以在先到先得服务的基础上向活跃子系统分配电池功率。当一个应用变得活跃时，可以确定用于支持该应用的所有子系统。随后，可以向用于支持该应用的每一个子系统分配电池功率。
在上面所描述的电池功率管理方案中，本质上将电池功率视为可以按照需要来自由分配的不受限制的资源。可以将移动设备100中的每一个子系统设计成消耗尽可能少量的功率。然而，每一个活跃子系统可能会提取其在自身的优选模式下操作所需要的那么多的电池功率，而不考虑其它子系统。当移动设备100的可用电池功率不足以满足所有活跃子系统的功率需求时，这种方案可能无法提供令人满意的性能。在该方案中，当移动设备100用完电池功率时，所有应用可能不管它们的重要性如何而一律关闭。
在一个方面，可以将电池功率视为是受限的和宝贵的系统资源，并且可以使用QoS技术来对其进行管理。QoS是指以下能力：（i）向不同的应用或者数据流提供不同的优先级，或者（ii）保证应用或数据流具有某种水平的性能。例如，可以保证某种需要的比特速率、延迟、抖动、分组错误概率和/或比特差错率。如果网络容量不足以满足所有需求，则QoS保证是重要的。QoS保证对于实时流式多媒体应用（例如，基于互联网协议的语音（VoIP）、在线游戏、IP-TV）来说是尤其期望的，这是由于这些应用通常需要固定的比特速率，并且是延迟敏感的。QoS保证尤其适用于容量受到限制的通信网络（例如，蜂窝网络）。
针对电池功率管理，可以使用多种QoS技术。在一种设计方案中，应用在被执行之前，可以使用类似于资源预留协议（RSVP）的协议来请求电池功率。应用通常使用RSVP来通过网络请求和预留资源。对于RSVP，应用可以提前预留一定的网络带宽。核心路由器可以接受、维持和驳回该预留。对于电池功率管理，应用可以从电池控制器140请求电池功率，其中电池控制器140可以接受、维持或者拒绝该请求。
在另一种设计方案中，可以使用类似于区别服务“DiffServ”的方案，来在要执行的不同应用之间进行区分。对于DiffServ，可以根据每一个分组所需要的服务的类型来对分组进行标记。响应于这些标记，路由器和交换机可以使用适当的排队策略来满足这些分组的需求。对于电池功率管理，应用可以根据该应用类型和/或需求、这些应用所需要的子系统和/或服务等等，来标记它们对电池功率的请求。针对给定应用的标记可以指示该应用的优先级、该应用所需要的子系统和/或服务等等。随后，可以将该请求放置到适当的队列中，以便进一步处理。
其它QoS技术也可以用于电池功率管理。例如，可以使用对业务数据进行调整和对数据速率进行限制的技术（例如，令牌桶和漏桶），来对电池使用进行调整和限制，以便进行电池功率管理。可以使用针对业务数据的调度算法（例如，加权公平排队、加权轮询、比例公平性等等），来向相同优先级等级中的应用分配电池功率。
利用QoS的电池功率管理可能需要（entail）进行电池功率的动态分配，使得可以基于各种考虑因素来向不同的应用分配不同的电池功率量。可以基于下述中的一个或多个来实现利用QoS的电池功率管理。首先，如下所述，可以在执行之前针对应用来请求电池功率，并且可以基于各种考虑因素向该应用分配电池功率，或者可以基于各种考虑因素不向该应用分配电池功率。其次，可以对应用划分优先级，并且可以向较高优先级应用分配较多的电池功率，而向较低优先级应用分配较少（或者不分配）电池功率。第三，可以以动态方式来管理电池功率，并且电池功率分配可以由于改变的状况而随时间变化。第四，可以分配电池功率以实现与电池寿命、放电电流、应用性能等等有关的一个或多个目标/目的。
在一种设计方案中，可以对移动设备100上的应用划分优先级，以帮助向这些应用分配电池功率。可以由一个或多个实体并且基于各种因素来向应用分配特定的优先级。应用的优先级可以由用户设置，或者基于用户的偏好来设置。例如，与游戏应用相比，用户可以向电子邮件应用分配更高的优先级。此外，应用的优先级还可以由网络运营商、原始设备制造商（OEM）、第三方等等来设置，或者可以基于来自该网络运营商、原始设备制造商（OEM）、第三方等等的输入来设置。
还可以基于运行应用所需要的电池功率量来设置该应用的优先级。应用可能需要一个或多个子系统，其中这些子系统可以共同地影响该应用的优先级。例如，（i）如果该应用使用其它应用常使用的并且/或者消耗较少功率的子系统，则该应用的优先级可以较高；或者（ii）如果该应用使用其它应用不常使用的并且/或者消耗较多功率的子系统，则该应用的优先级可以较低。还可以基于该应用的依赖性来设置该应用的优先级。例如，浏览器应用可能需要数据连接，这会影响向该浏览器应用分配的优先级。
还可以基于无线网络的负载来设置应用的优先级。例如，当无线网络的负载很重时，可以向需要较高数据速率的数据应用分配较低的优先级。网络负载可以由无线网络进行广播，或者可以例如基于一天中的时间、一周中的日期等等来间接地确定。
还可以基于其它因素来设置应用的优先级。通常，可以基于任何因素集来向应用分配特定的优先级。所分配的优先级可以取决于该应用对于用户偏好和系统操作的重要性。应用的优先级可以随时间变化。例如，应用在其可被执行之前必须等待的时间越长（例如，由于缺乏电池功率或者与其它应用争夺某些子系统），则该应用的优先级可以增加。
移动设备100上的应用可以基于它们的优先级而分组成不同的等级。当这些应用变得活跃时，可以使用这些应用的优先级来向它们分配电池功率。
图3示出了用于向应用分配电池功率的方法300的示例性设计方案。方法300可以由图1和图2中的电池控制器140执行，或者可以由移动设备100中的某个其它单元执行。在一种设计方案中，可以针对刚刚发起而尚未在移动设备100上运行的应用，来执行方法300。仅当发起应用时，该设计方案才可以向该应用分配电池功率。在另一种设计方案中，可以针对最近发起的应用以及当前在移动设备100上运行的应用，来执行方法300。该设计方案可以在应用被发起时向该应用分配电池功率，并且可以在该应用运行时改变电池功率分配。
首先，可以确定要在移动设备100上执行的所有应用的优先级和电池需求（方框312）。这些应用可以包括最近发起的应用以及可能当前正在运行的应用。例如，用户可以具有针对语音和/或分组数据的一个或多个应用，并且还可以正在运行电子邮件应用（其中该应用可以定期地检查电子邮件服务器是否有新邮件）。用户还可以运行针对蓝牙的应用，其中该应用可同时在移动设备100和听筒上消耗功率。可以如上所述地确定这些应用的优先级。这些应用的电池需求可以包括每一个应用所需要的电流量、每一个应用的持续时间或者运行时间等等。
可以确定电池功率管理的目标（如果有的话）（方框314）。这些目标可以包括最长待机时间、最长电池寿命、最大放电电流、最大整体电池容量、一个或多个指定应用的最佳覆盖、所有应用的公平服务等等。这些目标可以影响如何向应用分配电池功率。这些目标可以由用户或者系统管理员进行指定，也可以基于用户的QoS策略进行自动地确定。可以确定移动设备100的可用电池功率，并且该可用电池功率可以取决于电池功率管理的目标（方框316）。
随后，可以选择具有最高优先级的应用来进行电池功率分配（方框318）。可以估计针对所选择的应用所需要的电池功率（或电池使用）（方框320）。这可以通过以下步骤来实现：确定用于支持所选择的应用的所有子系统；确定针对每一个子系统所需要的电池功率；以及将针对所有子系统所需要的电池功率相加。每一个应用可以与可用于估计该应用的电池使用的特定功率简档（power profile）相关联。在一种设计方案中，可以用电流和电池容量对电池功率进行量化。电流可以指示使用率，并且其可以用微安（μA）的单位给出。电池容量可以指示总使用，并且其可以用微安小时（μAh）的单位来给出。可以基于针对用于支持所选择的应用的一个或多个子系统所需要的电流来估计针对该应用所需要的电流。可以基于所需要的子系统的所需要的电流以及频率、持续时间和使用模式，来对所选择的应用所需要的电池容量进行估计。
随后，可以确定移动设备100的可用电池功率是否足够用于向所选择的应用进行分配（方框322）。如果（i）可用电流满足或者超过针对所选择的应用所需要的电流，（ii）可用电池容量满足或者超过针对所选择的应用所需要的电池容量，则可用的电池功率是足够的。如果可用的电池功率是足够的，并且针对方框322的确定结果为“是”，则可以基于所选择的应用所需要的电池功率来向该应用分配电池功率（方框324）。方框324中的分配将确保为所选择的应用预留足够的电池功率（例如，依据电流消耗（current draw）和电池容量）。
可以更新移动设备100的可用电池功率，以反映向所选择的应用进行的电池功率的分配（方框326）。随后，可以确定是否为所有应用分配了电池功率（方框328）。如果确定结果为“否”，则该方法可以返回到方框318，以选择要进行电池功率分配的另一个应用。否则，该方法可终止。
在图3所示的设计方案中，如果可用的电池功率不足够用于所选择的应用，则该方法可以从方框322转到方框328。该设计方案可以允许将可用电池功率分配给较低优先级应用，其中与所选择的应用相比，该较低优先级应用消耗更少的电池功率。在另一种设计方案中，如果可用电池功率不足够用于所选择的应用，则该方法终止。
在一种设计方案中，只要发起新应用，就可以执行方法300。在另一种设计方案中，可以定期地执行方法300，以及当发起新应用时，执行方法300。在任何情况下，方法300都可以确保较高优先级应用先于较低优先级应用被分配电池功率。当电池功率不足以用于所有要执行的应用时，这可以提高性能和用户体验。图3中的设计方案可以考虑所有要执行的应用的优先级、每一个应用所需要的电池功率以及移动设备100的可用电池功率，以便确定是否有足够的电池功率可用于支持特定的应用。如果确定结果为“是”，则可以向该应用分配电池功率，并允许该应用执行。否则，可以向用户通知该情形，并且可以提供建议列表。
在一种设计方案中，可以基于针对用于支持给定应用的一个或多个子系统所需要的电池功率，来估计针对该应用所需要的电池功率。例如，该应用可以用于移动TV服务，例如，来自高通公司的MediaFLOTM服务。为了接收移动TV服务，该应用可以使用第一子系统来对接收的信号进行解码，使用第二子系统来用服务密钥对解码后的信号进行解密，使用第三子系统来对内容进行解码，使用第四子系统来渲染视频和音频信号，使用第五子系统来管理用户界面，等等。该应用还可以使用数据链路来向后端（backend）系统提供使用跟踪和反馈，并且一个或多个子系统可以用于该数据链路。这些子系统可以具有某些功率需求，并且可以一起评估这些子系统以确保对于该应用有足够的电池功率。
在一种设计方案中，可以基于支持应用所需要的电池功率的增量，来估计针对该应用所需要的电池功率。该应用可以使用一个或多个子系统，并且每一个子系统可以支持任意数量的应用。对于每一个子系统，可以确定该子系统为支持其它应用（如果有的话）而消耗的电池功率量。还可以对该子系统为支持包括该应用的所有应用而消耗的总电池功率量进行估计。随后，可以基于（i）用于支持所有应用的总电池功率量与（ii）用于支持其它应用的电池功率量之间的差，来确定该子系统为支持该应用所需要的电池功率增量。随后，该应用所需要的电池功率可以等于所有子系统为支持该应用所需要的电池功率增量的总和。该设计方案可以确保仅为该应用充入支持该应用所需要的额外电池功率。
在一种设计方案中，如果由于事先对其它应用的承诺和分配而使可用电池功率不足以用于应用，则可以向用户和/或该应用提供反馈。随后，用户和/或该应用可以采取减轻动作/措施。在一种设计方案中，为了减少功耗，可以由该应用改变该应用的操作。例如，该应用可以是电子邮件应用，并且为了减少功耗，可以减少该应用检查电子邮件服务器的频率。在另一种设计方案中，可以将该应用的优先级增加到高于正在执行的其它应用的优先级。随后，在该应用具有更新后的优先级的情况下，可以再次执行方法300。
在另一种设计方案中，可以禁用或者修改移动设备100上的一个或多个子系统或组件，以便减少功耗和增加可用的电池功率。例如，可以关闭用于蓝牙的子系统，以节省功耗。再举一个例子，可以使显示单元变暗，或者以较低分辨率进行显示，或者以较低频率进行刷新，以便减少功耗。
在另一种设计方案中，可以禁用先前分配了电池功率的一个或多个较低优先级应用，以便增加可用的电池功率。例如，可以关闭先前分配了电池功率的电子邮件应用，并且可以回收分配给该电子邮件应用的电池功率。
在另一种设计方案中，可以选择具有共同依赖性的一组应用来进行电池功率的分配。该组应用可以包括可用的电池功率所能支持的最多应用。该设计方案可以减少支持这些应用所需要的整体电池功率。
在另一种设计方案中，可以将移动设备100上的某些任务移到网络侧，以减少功耗。例如，可以将解码任务移到网络侧。在另一种设计方案中，可以改变网络侧的操作，以减少移动设备100上的功耗。例如，可以向移动设备100发送只具有主题行的电子邮件，而可以将附件临时存储在网络侧或者删除。
还可以采取其它减轻动作，以减少进行请求的应用、或者已分配了电池功率的应用、或者在移动设备100上运行的子系统的功耗。可以基于针对进行请求的应用和/或可用电池功率的任何更新，再次执行方法300。
在一种设计方案中，如果可用电池功率不足够用于所有要执行的应用，则可以向用户提供可能的减轻动作列表。该列表可以包括上面所描述的减轻动作中的任何一个。用户可以从该列表中选择减轻动作。随后，可以基于用户所选择的减轻动作来分配电池功率。
在另一个方面，可以通过考虑移动设备100上的电池150的电池放电曲线，来分配电池功率。电池150可以额定为具有特定电流消耗（300μA）下的特定容量（例如，1500μAh）。然而，电池150的寿命可以是电流消耗的非线性函数。
图4示出了移动设备100上的电池150的电池放电曲线的示例性图410和有效容量的示例性图420。在图4中，左边的垂直轴表示电流，右边的垂直轴（没有示出）表示电池/电解槽容量，并且水平轴表示电池寿命。电池放电曲线可以指示针对不同的电流消耗量的电池150的寿命。电池150可以具有特定的额定电流消耗（I额定）下的特定额定容量，其可以映射到特定的电池寿命（T额定）。在电流消耗较低的情况下，电池寿命可以延长，或者在电流消耗较高的情况下，电池寿命可以缩短。例如，可以选择电池放电曲线上的操作点，以获得较长的电池寿命。该操作点可以与可用电流I可用和电池寿命T寿命相关联。通常，电池寿命可以是电流消耗的非线性函数，如图4中所示。此外，有效电池容量也可以是电流消耗的非线性函数，同样如图4中所示。
不同的电池可以具有不同的电池放电曲线。此外，给定电池的电池放电曲线可以由于电池年龄、操作环境（温度）、充电状态等等而改变。电池的容量和寿命会随着电池的反复充电和放电而下降。
在一种设计方案中，可以（例如，根据经验）确定电池150的针对不同场景的电池放电曲线，并且可以将其存储在移动设备100中。这些不同的场景可以与电池150的不同充电状态（例如，一格、两格等等）、不同温度等等相对应。可以在向应用分配电池功率时考虑针对最适当场景的电池放电曲线，以确保电池150在最适合的状况之下操作，以便延长其使用寿命。例如，如果电池150的电量较低并且延长电池寿命是重要目标，则可以以使得电流消耗尽可能低的方式向应用分配电池功率。相反，如果电池150充满电并且高数据速率是重要目标，则可以以允许较高的电流消耗的方式向应用分配电池功率。
因此，可以基于电池150的充电状态、期望的目标和/或其它因素来分配电池功率。可以使用针对当前充电状态的电池放电曲线来帮助分配电池功率（例如，限制电流消耗），使得可以实现期望的目标。
在另一个方面，可以以分布式来执行针对移动设备100的电池功率管理。可以在网络侧维持功率控制器，并且该功率控制器可以控制移动设备100的操作，以实现良好的性能。在一种设计方案中，可以向网络发送QoS请求，并且该QoS请求可以包括针对电池功率的参数。例如，请求可以要求接入，但是使用不超过X的电池功率量。可以使用该请求中的电池功率水平来控制与移动设备100的通信。例如，可以维持分配给移动设备100的带宽和/或延迟，使得能够避免移动设备100的延长操作。网络侧的功率控制器可以通过相对于其它移动设备的接入对移动设备100的接入进行修改，来提高移动设备100的电池寿命。
本申请所描述的技术可以确保重要的和优选的应用能在电池功率分配中获得较高的优先级。通过估计电池使用和提前分配电池功率，这些技术可以确保为应用预留足够的电池功率，以提供良好的用户体验。这些技术还可以提供一种供用户动态地调整电池功率分配以适应用户偏好的机制。此外，电池功率分配可以使得电池能够在期望的放电范围中操作，这可以延长电池寿命并将电池替换的需要减到最少。
图5示出了用于管理电池功率的方法500的设计方案。可以接收在移动设备上变得活跃的应用的指示（方框512）。可以在移动设备上执行该应用之前，为该应用预留电池功率（方框514）。如果针对该应用所需要的电池功率不超过移动设备的可用电池功率，则可以为该应用预留电池功率。否则，可以执行至少一个减轻动作，以增加该移动设备的可用电池功率（方框516）。所述减轻动作可以包括：调整数据速率、或者降低视频质量、或者减少屏幕亮度、或者禁用该移动设备的一个或多个子系统、或者禁用该移动设备上运行的一个或多个应用、或者某种其它减轻动作或者上述的组合。在一种设计方案中，可以提供用于减少应用或者移动设备的功耗的可能的减轻动作列表。例如，可以从用户接收对于该列表中的减轻动作的选择。随后，可以执行所选择的减轻动作，以减少应用或移动设备的功耗。
图6示出了图5中的方框514的设计方案。可以确定移动设备的可用电池功率（方框612）。还可以确定针对该应用所需要的电池功率（方框614）。如果该所需要的电池功率不超过可用电池功率，则可以向该应用分配该所需要的电池功率（方框616）。可以对该移动设备的可用电池功率进行更新，以顾及向该应用进行的所需要的电池功率的分配（方框618）。
在方框614的一种设计方案中，可以通过识别移动设备的被该应用使用的至少一个子系统，来确定针对该应用所需要的电池功率。可以对所述至少一个子系统为支持该应用而消耗的电池功率进行估计。随后，基于所估计的所述至少一个子系统消耗的电池功率，来确定该应用所需要的电池功率。
包括该应用和至少一个其它活跃应用的多个应用可以共享给定的子系统。可以如下所述地确定该子系统为支持该应用而消耗的电池功率。可以对该子系统为支持所述至少一个活跃应用而消耗的电池功率进行估计。还可以对该子系统为支持该应用和所述至少一个活跃应用而消耗的总电池功率进行估计。随后，可以基于（i）该子系统为支持该应用和所述至少一个活跃应用而消耗的总电池功率与（ii）该子系统为支持所述至少一个活跃应用而消耗的电池功率之间的差，来估计该子系统为支持该应用而消耗的电池功率。
在一种设计方案中，可以基于电流来对电池功率进行量化。如果针对该应用所需要的电流不超过该移动设备的可用电流，则可以向该应用分配该所需要的电流。在另一种设计方案中，可以基于电池容量来对电池功率进行量化。如果针对该应用所需要的电池容量不超过该移动设备的可用电池容量，则可以向该应用分配该所需要的电池容量。在另一种设计方案中，可以基于电流和电池容量二者来对电池功率进行量化。如果针对该应用所需要的电流和所需要的电池容量分别不超过该移动设备的可用电流和可用电池容量，则可以向该应用分配该所需要的电流和该所需要的电池容量。
图7示出了用于管理电池功率的方法700的设计方案。可以识别在移动设备上活跃的多个应用（方框712）。可以确定所述多个应用的优先级（方框714）。可以基于用户输入、或者用户偏好、或者与每一个应用相关联的优先级信息（其可以由应用通过类似于RSCP的机制来提供）、或者用于区分该应用与其它应用的标记（其可以通过类似于DiffServ的机制来提供）、或者某种其它信息或者上述的任意组合，来确定该应用的优先级。
可以基于所述多个应用的优先级来向它们分配电池功率（方框716）。在一种设计方案中，可以确定移动设备的可用电池功率。可以基于所述多个应用的优先级对它们进行排序/分级。随后，可以从所述多个应用之中的最高优先级应用开始，每次将可用电池功率分配给一个应用，例如，如图3中所示。如上所述，如果可用电池功率不足够用于所有的应用，则可以执行一个或多个减轻动作。
在一种设计方案中，可以例如定期地或者在触发时更新所述多个应用的优先级（方框718）。例如，可以基于每一个应用的性能、或者该应用为了被分配电池功率已等待多长时间、或者某种其它考虑因素、或者上述的组合，来更新该应用的优先级。可以基于所述多个应用的更新后的优先级，来重复对于所述多个应用的电池功率的分配（方框720）。
图8示出了用于管理电池功率的方法800的设计方案。可以识别在移动设备上活跃的至少一个应用（方框812）。可以确定适用于该移动设备的电池放电曲线（方框814）。可以基于该电池放电曲线来向所述至少一个应用分配电池功率（方框816）。
在一种设计方案中，还可以确定所述至少一个应用的电池需求。随后，可以进一步基于所述至少一个应用的电池需求，来向所述至少一个应用分配电池功率。
在一种设计方案中，可以确定与该移动设备的电池功率有关的至少一个目标。所述至少一个目标可以包括：最长放电时间、或者最长待机时间、或者最长电池寿命、或者最大整体电池容量、或者一个或多个指定应用的最佳性能、或者针对所述至少一个应用的公平服务、或者某种其它目标或者上述的组合。随后，可以进一步基于所述至少一个目标，来向所述至少一个应用分配电池功率。例如，可以基于所述至少一个目标来选择电池放电曲线上的操作点，例如，如图4中所示。可以基于所选择的操作点，来确定该移动设备的可用电池功率（或者可用电流）。随后，可以向所述至少一个应用分配可用电池功率或者可用电流。
本申请所描述的技术可以用硬件（例如，在ASIC上）或者用软件来实现。这些技术可以在诸如PMIC之类的现有电源管理电路上实现。这些技术还可以在电池上实现。这些技术可以使用：（i）电池和移动设备的其余部分之间的接口，以及（ii）移动设备和诸如传感器、蓝牙耳机等等之类的附属设备之间的接口。这些附属设备对于移动设备的功耗可以具有直接或者间接的影响。
本领域技术人员应当理解，信息和信号可以使用多种不同的技术和方法中的任意一种来表示。例如，在贯穿上面的描述中提及的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和码片可以用电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光粒子或者其任意组合来表示。
本领域技术人员还应当明白，结合本申请所公开内容描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或二者的组合。为了清楚地表示硬件和软件之间的这种可交换性，上面对各种示例性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了总体描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本发明的保护范围。
结合本申请所公开内容描述的各种说明性的逻辑框、模块和电路，可以由被设计为执行本申请所述功能的通用处理器、数字信号处理器（DSP）、专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）或其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者其任意组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，或者，该处理器也可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器或者状态机。处理器也可以实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器与DSP内核的结合，或者任何其它此种结构。
结合本申请所公开内容描述的方法或者算法的步骤可直接体现在硬件、由处理器执行的软件模块或两者的组合中。软件模块可以位于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动硬盘、CD-ROM或者本领域已知的任何其它形式的存储介质中。可以将一种示例性的存储介质连接至处理器，从而使该处理器能够从该存储介质读取信息，并且可向该存储介质写入信息。或者，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。该ASIC可以位于用户终端中。或者，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于用户终端中。
在一个或多个示例性设计方案中，本申请所述功能可以用硬件、软件、固件或其任意组合的方式来实现。当使用软件实现时，可以将这些功能存储在计算机可读介质中或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括有助于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是通用或特定用途计算机能够存取的任何可用介质。举例而非限制地来说，这种计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储设备、磁盘存储设备或其它磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码单元并能够由通用或特定用途计算机或者通用或特定用途处理器进行存取的任何其它介质。此外，任何连接可以适当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤光缆、双绞线、数字用户线（DSL）或者诸如红外线、无线电和微波之类的无线技术从网站、服务器或其它远程源传输的，那么同轴电缆、光纤光缆、双绞线、DSL或者诸如红外线、无线电和微波之类的无线技术包括在所述介质的定义中。如本申请所使用的，光盘（disk）和磁盘（disc）包括压缩光盘（CD）、激光盘、光盘、数字通用光盘(DVD)、软盘和蓝光光碟，其中磁盘通常以磁的方式再现数据，而光盘则用激光以光的方式再现数据。上面的组合也应当包括在计算机可读介质的保护范围之内。
为使本领域任何技术人员能够实现或者使用本发明，上面围绕本发明所公开内容进行了描述。对于本领域技术人员来说，对本发明的各种修改是显而易见的，并且，本申请定义的总体原理也可以在不脱离本发明的精神或保护范围的基础上适用于其它变型。因此，本发明并不旨在限于本申请所描述的这些示例和设计方案，而是与本申请公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。

Claims (14)

1.一种管理电池功率的方法，包括：
接收在移动设备上变得活跃的应用的指示；
确定所述移动设备的可用电池功率；
确定针对所述应用所需要的电池功率；以及
在所述移动设备上执行所述应用之前，为所述应用预留电池功率；
其中，确定针对所述应用所需要的电池功率包括：
识别所述移动设备的被所述应用使用的至少一个子系统，
对所述至少一个子系统为支持所述应用而消耗的电池功率进行估计，以及
基于所估计的由所述至少一个子系统为支持所述应用而消耗的电池功率，来确定针对所述应用所需要的电池功率，以及
其中，对所述至少一个子系统为支持所述应用而消耗的电池功率进行估计包括：
识别被所述应用和至少一个活跃应用使用的子系统，所述子系统是支持所述应用的所述至少一个子系统中的一个，
对所述子系统为支持所述至少一个活跃应用而消耗的电池功率进行估计，
对所述子系统为支持所述应用和所述至少一个活跃应用而消耗的总电池功率进行估计，以及
基于所述子系统为支持所述应用和所述至少一个活跃应用而消耗的总电池功率与所述子系统为支持所述至少一个活跃应用而消耗的电池功率之间的差，来对所述子系统为支持所述应用而消耗的电池功率进行估计。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，为所述应用预留电池功率包括：
如果所述所需要的电池功率不超过所述可用电池功率，则向所述应用分配所述所需要的电池功率，以及
更新所述移动设备的可用电池功率，以顾及向所述应用进行的所述所需要的电池功率的分配。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，电池功率是基于电流进行量化的，并且其中，如果针对所述应用所需要的电流不超过所述移动设备的可用电流，则向所述应用分配所述所需要的电流。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，电池功率是基于电池容量进行量化的，并且其中，如果针对所述应用所需要的电池容量不超过所述移动设备的可用电池容量，则向所述应用分配所述所需要的电池容量。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，为所述应用预留电池功率包括：
如果针对所述应用所需要的电池功率不超过所述移动设备的可用电池功率，则为所述应用预留电池功率，以及
如果针对所述应用所需要的电池功率超过所述移动设备的可用电池功率，则执行至少一个减轻动作。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，执行至少一个减轻动作包括：调整数据速率，或者降低视频质量，或者减少屏幕亮度，或者禁用所述移动设备的一个或多个子系统，或者禁用在所述移动设备上运行的一个或多个应用，或者上述的组合，以增加所述移动设备的可用电池功率。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，执行至少一个减轻动作包括：
提供用于减少所述应用或者所述移动设备的功耗的可能的减轻动作列表，
接收对于所述可能的减轻动作列表中的减轻动作的选择，以及
执行所述减轻动作，以减少所述应用或者所述移动设备的功耗。
8.一种用于管理电池功率的装置，包括：
用于接收在移动设备上变得活跃的应用的指示的单元；
用于确定所述移动设备的可用电池功率的单元，
用于确定针对所述应用所需要的电池功率的单元，以及
用于在所述移动设备上执行所述应用之前，为所述应用预留电池功率的单元，
其中，所述用于确定针对所述应用所需要的电池功率的单元包括：
用于识别所述移动设备的被所述应用使用的至少一个子系统的单元，
用于对所述至少一个子系统为支持所述应用而消耗的电池功率进行估计的单元，以及
用于基于所估计的由所述至少一个子系统为支持所述应用而消耗的电池功率，来确定针对所述应用所需要的电池功率的单元，以及
其中，所述用于对所述至少一个子系统为支持所述应用而消耗的电池功率进行估计的单元包括：
用于识别被所述应用和至少一个活跃应用使用的子系统的单元，所述子系统是支持所述应用的所述至少一个子系统中的一个，
用于对所述子系统为支持所述至少一个活跃应用而消耗的电池功率进行估计的单元，
用于对所述子系统为支持所述应用和所述至少一个活跃应用而消耗的总电池功率进行估计的单元，以及
用于基于所述子系统为支持所述应用和所述至少一个活跃应用而消耗的总电池功率与所述子系统为支持所述至少一个活跃应用而消耗的电池功率之间的差，来对所述子系统为支持所述应用而消耗的电池功率进行估计的单元。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述用于为所述应用预留电池功率的单元包括：
用于如果所述所需要的电池功率不超过所述可用电池功率，则向所述应用分配所述所需要的电池功率的单元，以及
用于更新所述移动设备的可用电池功率，以顾及向所述应用进行的所述所需要的电池功率的分配的单元。
10.根据权利要求8所述的装置，其中，所述用于为所述应用预留电池功率的单元包括：
用于如果针对所述应用所需要的电池功率不超过所述移动设备的可用电池功率，则为所述应用预留电池功率的单元，以及
用于如果针对所述应用所需要的电池功率超过所述移动设备的可用电池功率，则执行至少一个减轻动作的单元。
11.一种用于管理电池功率的装置，包括：
至少一个处理器，其被配置为：
接收在移动设备上变得活跃的应用的指示，
确定所述移动设备的可用电池功率，
确定针对所述应用所需要的电池功率，以及
在所述移动设备上执行所述应用之前，为所述应用预留电池功率，其中，所述至少一个处理器进一步被配置为：识别所述移动设备的被所述应用使用的至少一个子系统，对所述至少一个子系统为支持所述应用而消耗的电池功率进行估计，以及基于所估计的由所述至少一个子系统为支持所述应用而消耗的电池功率，来确定针对所述应用所需要的电池功率，以及
其中，所述至少一个处理器进一步被配置为：识别被所述应用和至少一个活跃应用使用的子系统，所述子系统是支持所述应用的所述至少一个子系统中的一个，对所述子系统为支持所述至少一个活跃应用而消耗的电池功率进行估计，对所述子系统为支持所述应用和所述至少一个活跃应用而消耗的总电池功率进行估计，以及基于所述子系统为支持所述应用和所述至少一个活跃应用而消耗的总电池功率与所述子系统为支持所述至少一个活跃应用而消耗的电池功率之间的差，来对所述子系统为支持所述应用而消耗的电池功率进行估计。
12.根据权利要求11所述的装置，其中，所述至少一个处理器被配置为：
如果所述所需要的电池功率不超过所述可用电池功率，则向所述应用分配所述所需要的电池功率，以及
更新所述移动设备的可用电池功率，以顾及向所述应用进行的所述所需要的电池功率的分配。
13.根据权利要求11所述的装置，其中，所述至少一个处理器被配置为：
如果针对所述应用所需要的电池功率不超过所述移动设备的可用电池功率，则为所述应用预留电池功率，以及
如果针对所述应用所需要的电池功率超过所述移动设备的可用电池功率，则执行至少一个减轻动作。
14.一种用于管理电池功率的装置，包括：
用于使至少一个计算机确定移动设备的可用电池功率的单元，
用于使所述至少一个计算机确定针对应用所需要的电池功率的单元，
用于使所述至少一个计算机在所述所需要的电池功率不超过所述可用电池功率时，向所述应用分配所述所需要的电池功率的单元，以及
用于使所述至少一个计算机更新所述移动设备的可用电池功率，以顾及向所述应用进行的所述所需要的电池功率的分配的单元，
其中，所述用于使所述至少一个计算机确定针对所述应用所需要的电池功率的单元包括：
用于使所述至少一个计算机识别所述移动设备的被所述应用使用的至少一个子系统的单元，
用于使所述至少一个计算机对所述至少一个子系统为支持所述应用而消耗的电池功率进行估计的单元，以及
用于使所述至少一个计算机基于所估计的由所述至少一个子系统为支持所述应用而消耗的电池功率，来确定针对所述应用所需要的电池功率的单元，以及
其中，所述用于使所述至少一个计算机对所述至少一个子系统为支持所述应用而消耗的电池功率进行估计的单元包括：
用于使所述至少一个计算机识别被所述应用和至少一个活跃应用使用的子系统的单元，所述子系统是支持所述应用的所述至少一个子系统中的一个，
用于使所述至少一个计算机对所述子系统为支持所述至少一个活跃应用而消耗的电池功率进行估计的单元，
用于使所述至少一个计算机对所述子系统为支持所述应用和所述至少一个活跃应用而消耗的总电池功率进行估计的单元，以及
用于使所述至少一个计算机基于所述子系统为支持所述应用和所述至少一个活跃应用而消耗的总电池功率与所述子系统为支持所述至少一个活跃应用而消耗的电池功率之间的差，来对所述子系统为支持所述应用而消耗的电池功率进行估计的单元。
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