DE112005003015T5

DE112005003015T5 - Ein System und zugehörige Verfahren zur netzwerkbewussten dynamischen Leistungsverwaltung

Info

Publication number: DE112005003015T5
Application number: DE112005003015T
Authority: DE
Inventors: Eugene Hillsboro Gorbatov; Rajesh Hillsboro Banginwar
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2004-12-13
Filing date: 2005-12-09
Publication date: 2007-11-08
Also published as: GB2436248A; TW200637251A; US20050190714A1; GB0711513D0; TWI304692B; WO2006065692A3; GB2436248B; MY144160A; WO2006065692A2

Abstract

Verfahren zur Verringerung des Leistungsverbrauchs in einer elektronischen Vorrichtung, das umfaßt:
Überwachen einer oder mehrerer Verhaltensweisen einer oder mehrerer Anwendungen, die an einer elektronischen Vorrichtung Ausführungen vornehmen, in Kombination mit einer damit zusammenhängenden Netzwerkleistungsfähigkeit, und
dynamisches Einstellen eines oder mehrerer Parameter einer Leistungsverwaltungsstrategie, um den Leistungsverbrauch eines Kommunikationsuntersystems, das zumindest einer Untermenge der einen oder mehreren ausführenden Anwendungen zugeordnet ist, zu verringern, während im wesentlichen gleichzeitig die Kommunikationswartezeit für zumindest eine Untermenge der ausführenden Anwendungen beschränkt wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Ausführungsformen der Erfindung sind allgemein auf die Leistungsverwaltung in elektronischen Vorrichtungen und insbesondere auf ein System und zugehörige Verfahren zur netzwerkbewußten dynamischen Leistungsverwaltung gerichtet.
HINTERGRUND
Das Wachstum der drahtlosen Kommunikationen hat einen weiten Bereich von tragbaren und mobilen Kommunikationsanwendungen eingeführt. Typischerweise umfassen derartige Anwendungen die Verwendung von zumindest einer mobilen Kommunikationsvorrichtung, die eine erschöpfbare Leistungsquelle (z.B. eine Batterie) aufweist. Verständlicherweise können batteriebetriebene Vorrichtungen nur für einen begrenzten Zeitraum verwendet werden, bevor die Batterie aufgeladen oder ausgetauscht werden muß. Häufig wird sich ein Benutzer in einer Situation befinden, in der ein Batterieaufladen oder ein -austausch nicht möglich ist, und der Benutzer wird aher von der Kommunikation abgeschnitten sein.
Unter Berücksichtigung dieses Problems im Kontext der weit verbreiteten 802.11-WLAN-Vorrichtungen bestimmt der WLAN-Standard eine Leistungssparbetriebsart (Power Save Mode, PSM), bei der eine mobile Vorrichtung die Leistungsfähigkeit zu Lasten des Leistungsverbrauchs eintauscht. Bei dieser Betriebsart geht eine drahtlose Vorrichtung nach dem Senden oder Empfangen eines Pakets in einen Niedrigleistungszustand (Schlummerzustand) über, in dem ihr Sende-Empfänger abgeschaltet ist und der Leistungsverbrauch verringert ist. Die Vorrichtung wacht dann periodisch auf, um Funkfeuer, die durch einen Zugangspunkt (Access Point, AP) gesendet werden, zu empfangen. Die Funkfeuer geben an, ob jegliche Pakete am AP gepuffert wurden, während sich die Vorrichtung in einem Niedrigleistungszustand befand.
Andere Techniken für die Leistungsverwaltung beruhen auf dem Übergehen zwischen einer Betriebsart der fortlaufenden Aktivität (z.B. stets eingeschaltet) und einer PSM-artigen Betriebs an. Noch weitere herkömmliche Techniken verlassen sich auf Informationen von den Anwendungen selbst. Dies mag akzeptabel sein, wenn die Anwendungen so ausgelegt wurden, daß sie derartige Informationen bereitstellen, doch wenn dies nicht der Fall ist, wird die Leistungsfähigkeit der Leistungsverwaltung herabgesetzt. Die signifikante Herabsetzung der Leistungsfähigkeit, die mit dem PSM-Ansatz verbunden ist, das Verlassen auf die Anwendungsunterstützung und der Verarbeitungsaufwand, der mit dem Übergang zwischen unterschiedlichen Leistungsbetriebsarten verbunden ist, haben deren Einsatz/Benutzung in derartigen Vorrichtungen beschränkt. Obwohl PSM und andere herkömmliche Leistungsverwaltungstechniken die Batterielebensdauer tatsächlich erhöhen können, geht dies daher häufig zu Lasten der Leistungsfähigkeit der Anwendung und/oder des Netzwerks.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den Figuren der beiliegenden Zeichnungen, in denen sich gleiche Bezugszeichen auf ähnliche Elemente beziehen, sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beispielhaft und nicht beschränkend veranschaulicht, wobei
1 ein Blockdiagramm eines beispielhaften Leistungsverwaltungsagenten nach einer Ausführungsform ist;
2 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Verbesserung der Leistungserhaltung in einer elektronischen Vorrichtung nach einer Ausführungsform der Erfindung ist;
3 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Modellierung von Wartezeiten nach einer Ausführungsform der Erfindung ist;
4 eine graphische Darstellung von beispielhaften Sende/Empfangswartezeiten ist, die mit verschiedenen beispielhaften Anwendungen verbunden sind;
5, 6, 7 graphische Darstellungen bereitstellen, die die Verbesserungen der Leistungsfähigkeit darstellen, die durch die Verwendung des Leistungsverwaltungsagenten nach einer Ausführungsform der Erfindung erzielt werden;
8 ein Blockdiagramm einer Betriebsumgebung, in der Ausführungsformen der Erfindung ausgeführt werden können, nach einer beispielhaften Ausführungsform ist; und
9 ein Blockdiagramm eines beispielhaften Herstellungsgegenstands ist, der einen Inhalt enthält, welcher bei Ausführung durch eine darauf zugreifende Maschine verursacht, daß die Maschine einen oder mehrere Gesichtspunkte einer Ausführungsform (von Ausführungsformen) der Erfindung ausführt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die Ausführungsformen eines Systems und zugehöriger Verfahren zur netzwerkbewußten, dynamischen Leistungsverwaltung werden allgemein dargestellt. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform wird ein Leistungsverwaltungsagent (Power Management Agent, PMA) vorgestellt. Gemäß einer Ausführungsform kann der Leistungsverwaltungsagent die Verhaltensweise und/oder die Leistungsfähigkeit verschiedenster Anwendungen und gekoppelter Netzwerke überwachen. Der PMA kann zumindest teilweise auf Basis dieser Überwachung ein Modell (Modelle) zukünftiger Netzwerkzugriffe entwickeln, das benutzt wird (die benutzt werden), um eine Leistungsverwaltungsstrategie abzuwandeln/auszuführen, die den Leistungsverbrauch zumindest eines Kommunikationsuntersystems verringert (möglicherweise auf einen minimalen, optimalen Pegel), während die Anwendungsverzögerung begrenzt (möglicherweise minimiert) wird.
Eine Bezugnahme über diese Beschreibung hinweg auf „eine Ausführungsform" bedeutet, daß ein bestimmtes Merkmal, ein bestimmter Aufbau oder eine bestimmte Eigenschaft, das, der bzw. die in Verbindung mit der Ausführungsform beschrieben wird, in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung enthalten ist. Daher verweist das Auftreten der Formulierung „in einer Ausführungsform" an verschiedensten Stellen über diese Beschreibung hinweg nicht notwendigerweise immer auf die gleiche Ausführungsform. Darüber hinaus können die bestimmten Merkmale, Strukturen oder Eigenschaften in einer oder mehreren Ausführungsformen auf jede beliebige geeignete Weise kombiniert werden.
Beispiel einer Leistungsverwaltungsagentenarchitektur
Mit Bezug auf 1 ist ein Blockdiagramm einer beispielhaften Leistungsverwaltungsagenten(PMA)architektur 104 gemäß einer Ausführungsform dargestellt. Zur einfacheren Darstellung, und nicht als Beschränkung, ist der PMA 104 im Kontext einer beispielhaften Ausführung zwischen einer oder mehreren Anwendungen 102 und einer Netzwerkschnittstelle (Netzwerkschnittstellen) 106 veranschaulicht, obwohl der Umfang der Erfindung in dieser Hinsicht nicht beschränkt ist. Ausführungsformen des PMA 104 können in Hardware, Software, Firmware oder jeder beliebigen Kombination davon ausgeführt sein.
Nach der veranschaulichten beispielhaften Ausführung von 1 ist der PMA 104 in Verbindung mit einer oder mehreren Anwendungen 102 dargestellt, die Netzwerkbetriebsmittel selektiv über eine oder mehrere Netzwerkschnittstelle(n) 106 benutzt bzw. benutzen, wobei diese Elemente wie gezeigt logisch gekoppelt sind. Wie hierin verwendet soll die Anwendung (sollen die Anwendungen) 102 jede beliebige aus einer breiten Vielfalt von Rechen- und Kommunikationsanwendungen darstellen, die in der Technik bekannt sind, einschließlich, aber ohne Beschränkung darauf, einer E-Mail-Anwendung, einer Webbrowser-Anwendung, Peer-to-Peer-Kommunikations- und File-Sharing-Anwendungen, und dergleichen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Netzwerkschnittstelle (sind die Netzwerkschnittstellen) 106 im Allgemeinen dazu bestimmt, jede beliebige aus einer breiten Vielfalt von Netzwerkschnittstellen darzustellen, die einem Element (Elementen) einer elektronischen Vorrichtung (z.B. einer Hostvorrichtung) ermöglichen, mit einer entfernten elektronischen Vorrichtung zu kommunizieren. Nach einer beispielhaften Ausführung sind die Netzwerkschnittstellen 106 so dargestellt, daß sie eine oder mehrere drahtlose Sende-Empfänger-Fähigkeiten 114, einen oder mehrere optische Sende-Empfänger 116 und/oder einen oder mehrere Ethernet-Sende-Empfänger 118 umfassen, die jeweils als ein Kommunikationsuntersystem betrachtet werden kann, obwohl die Erfindung in dieser Hinsicht nicht beschränkt ist.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform befaßt sich der PMA 104 mit den Leistungsschwächen der herkömmlichen Leistungsverwaltungstechniken, indem er das Problem der leistungsfähigen Leistungsverwaltung als eine Kombination von zwei konkurrierenden Zielen behandelt: das Verringern der Leistung der Kommunikationsuntersysteme (z.B. 802.11-Sende- Empfänger), während die Wartezeit (tatsächlich oder wahrgenommen) der Anwendungen, die die Kommunikationsuntersystembetriebsmittel benutzen, begrenzt wird. In dieser Hinsicht kann der PMA 104 Leistungsverwaltungstechniken auf einer Basis von Anwendung für Anwendung oder auf einer Basis von Kommunikationsuntersystem für Kommunikationsuntersystem ausführen. Nach einer beispielhaften Ausführungsform führt der PMA 104 ein ausgewähltes Kommunikationsuntersystem (ausgewählte Kommunikationsuntersysteme) dynamisch nur dann zu einem Niedrigleistungszustand über, wenn als Ergebnis einer innovativen Modellierungstechnik, die nachstehend näher beschrieben wird, keine Netzwerkaktivität vorhergesagt wird.
Gemäß einer Ausführungsform ist der PMA 104 so dargestellt, daß er eine oder mehrere Instanzen eines Netzwerküberwachungsmerkmals 108 und einer Netzwerkmodellierungsmaschine 110 und einen oder mehrere Leistungsverwaltungsparameter 112 umfaßt, die den PMA 104 befähigen, selektiv zumindest eine Untermenge der hierin beschriebenen netzwerkbewußten dynamischen Leistungsverwaltungsmerkmale auszuführen. Der Betrieb und die Wirksamkeit des PMA 104 beruhen zumindest teilweise auf seiner Fähigkeit, die Netzwerkverhaltensweise zu jeder gegebenen Zeit vorherzusagen. Gemäß einer Ausführungsform kann die Netzwerkverhaltensweise im Hinblick auf zwei Faktoren, die aktiven Anwendungen und die gegenwärtigen Netzwerkzustände, gekennzeichnet werden, obwohl der PMA 104 sehr wohl mehr als diese beiden Faktoren berücksichtigen kann.
Gemäß einer beispielhaften Ausführung kann der PMA 104 selektiv eine Instanz der Netzwerküberwachung 108 anrufen, um zu bestimmen, welche Anwendungen gegenwärtig auf das drahtlose Medium zugreifen, und auf Basis der bestimmten Netzwerkverhaltensweise dieser Anwendungen Netzwerkverkehrsparameter zu identifizieren.
Nach einer Ausführungsform kann die Netzwerküberwachung 108 die Netzwerkverhaltensweise mit zwei oder mehr Variablen, z.B. der Sende/Empfangs(TxRx)-Wartezeit und/oder der Empfangs/Empfangs(RxRx)-Wartezeit, quantifizieren, obwohl der Umfang der Erfindung in dieser Hinsicht nicht beschränkt ist. Beide Parameter können durch die Netzwerküberwachung 108 bei Empfang eines Pakets berechnet werden. Die TxRx-Wartezeit kann berechnet werden, wenn der letzte Zugriff ein Sendeereignis war, und quantifiziert in wirksamer Weise die Zeit zwischen dem gegenwärtigen und dem letzten Paket. Die RxRx-Wartezeit kann durch die Netzwerküberwachung 108 berechnet werden, wenn der letzte Zugriff ein Empfangsereignis war. Nach einer Ausführungsform werden eine oder mehrere dieser Wartezeiten durch die Netzwerküberwachung 108 unter Verwendung von Informationen berechnet, die sich im Paket befinden (z.B. die Netzwerkadresse, der Zeitstempel usw.).
Der PMA 1054 kann dann eine Instanz der Modellierungsmaschine 110 anrufen, um unter Verwendung des Inhalts, der durch die Netzwerküberwachung 108 bereitgestellt wird, die zukünftige Netzwerkverhaltensweise und/oder die zukünftige Belastung vorherzusagen. Wie unter Bezugnahme auf 3 näher entwickelt benutzt die Modellierungsmaschine 110 die von der Netzwerküberwachung 108 erhaltenen Wartezeitinformationen, um drei Parameter zu berechnen, die Sende(Tx)zeitbeschränkung, die Empfangs(Rx)zeitbeschränkung, und ein Schlummerintervall (SI).
Die Tx-Zeitbeschränkung beschreibt ein Zeitausmaß, für das das Kommunikationsuntersystem in einem aktiven (bestromten) Zustand verbleiben soll, nachdem es ein Datagramm (z.B. ein Paket, einen Rahmen, einen Burst, usw.) gesendet hat, und kann aus der Bestimmung der TxRx-Wartezeit erlangt werden. Die Rx-Zeitbeschränkung definiert das Zeitausmaß, für das das Kommunikationsuntersystem in einem aktiven Zustand verbleiben soll, nachdem es ein Datagramm empfangen hat, und wird aus der Bestimmung der RxRx-Wartezeit erlangt.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Schlummerintervall (SI), das durch den PMA 104 entwickelt wird, ein Muster darstellen, dem das Kommunikationsuntersystem folgen sollte, um aus einem Niedrigleistungszustand (oder Schlummerzustand) aufzuwachen und Informationen von der Netzwerkinfrastruktur zu empfangen. Nach unserer beispielhaften Ausführungsform des drahtlosen 802.11-LAN bestimmt das SI das Intervall, dem der 802.11-Sende-Empfänger folgen sollte, um 802.11-Funkfeuer zu empfangen, während er sich in einem Ruhezustand befindet. Wenn der PMA 104 zum Beispiel ein Schlummerintervall von {1, 1, 4, 8, 16} bestimmt, wird das Kommunikationsuntersystem aufwachen, um das erste Funkfeuer zu empfangen, dann jenes danach, wonach es drei Funkfeuer (Intervalle) überspringen wird, um das vierte, das achte, und das sechzehnte Funkfeuer zu empfangen. Das wirksame Handhaben der Wahl des SI-Musters und der Tx/Rx-Zeitbeschränkungen kann die Anwendungsverzögerung und den Leistungsverbrauch eines zugehörigen Kommunikationsuntersystems bedeutend beeinflussen. Gemäß einer Ausführungsform umfassen eines oder mehrere aus der Tx-Zeitbeschränkung, der Rx-Zeitbeschränkung und/oder dem Schlummerintervall Leistungsverwaltungsparameter 112.
Man sollte verstehen, daß trotz der Vorstellung im Kontext mehrerer verschiedener funktioneller Elemente 108 bis 112 andere Ausführungsformen des PMA 104 mit größerer oder geringerer Komplexität vorhergesehen werden, die die hierin beschriebenen Merkmale ausführen. Daher sollte bei der Besprechung von Merkmalen, die durch bestimmte Elemente ausgeführt werden, berücksichtigt werden, daß diese Besprechung beispielhaft ist und zur leichteren Erläuterung erfolgt und nicht als die bevorzugte oder einzige derartige Ausführungsform betrachtet werden sollte
Beispiel eines PMA-Betrieb
Unter weiterer Bezugnahme auf 1 wird unter Bezugnahme auf 2 ein beispielhaftes Verfahren der Leistungsverwaltung bereitgestellt, während unter Bezugnahme auf 3 ein beispielhaftes Verfahren zum Modellieren zukünftiger Netzwerkwartezeiten bereitgestellt wird, wobei es sich jeweils nur eine beispielhafte Ausführungsform handelt.
Mit Bezug auf 2 wird ein architektonisches Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur netzwerkbewußten dynamischen Leistungsverwaltung nach einer Ausführungsform der Erfindung allgemein vorgestellt. Eines der Merkmale des PMA 104 ist, daß er die Tatsache berücksichtigt, daß unterschiedliche Anwendungen eine unterschiedliche Netzwerkverhaltensweise zeigen und der PMA 104 somit eine Leistungsverwaltungsstrategie dynamisch auf einer Basis von Anwendung zu Anwendung einsetzen kann.
Bei der Entwicklung der anwendungsbasierten Leistungsverwaltungsstrategie kann der PMA 104 eine Instanz der Netzwerküberwachung 108 anrufen, um den Netzwerkverkehr zu analysieren und zu kategorisieren, Block 202. Nach einer Ausführungsform kann die Netzwerküberwachung 108 den Netzwerkverkehr zumindest teilweise auf Basis der Anwendungsart unterscheiden, um wirksam einen oder mehrere logische Anwendungsabläufe zu erzeugen, Block 204.
Nach der veranschaulichten beispielhaften Ausführung von 2 kann die Netzwerküberwachung 108 den Netzwerkverkehr gemäß drei Anwendungsströmen 204, d.h., einem oder mehreren Strömen, die einem aus E-Mail-Verkehr, Webbrowser(WB)verkehr und, kumulativ, „anderem" Verkehr, zugehörig sind, kategorisieren, obwohl die Erfindung in dieser Hinsicht sicherlich nicht beschränkt ist. Nach einer beispielhaften Ausführungsform werden Pakete durch Abtasten der Paketdatenköpfe und Identifizieren von Protokollparametern, die jedes Paket einzigartig klassifizieren können, einzelnen Strömen 204 zugeteilt, obwohl die Erfindung in dieser Hinsicht nicht beschränkt ist. Zum Beispiel würde ein TCP-Paket mit einem Quell- oder Zielport 80 durch die Netzwerküberwachung 108 als dem Webbrowserverkehr zugehörig erkannt werden und daher als ein Element eines WB-Stroms klassifiziert werden.
Die Netzwerküberwachung 108 kann für zumindest eine Untermenge der ankommenden Pakete die gegenwärtige TxRx-Wartezeit und RxRx-Wartezeit, die mit jedem der Ströme verbunden sind, bestimmen, um zukünftige TxRx- und RxRx-Wartezeiten vorherzusagen. Um spätere Stromwartezeiten zu schätzen, kann der PMA 104 eine Instanz der Modellierungsmaschine 110 anrufen, die die TxRx/RxRx-Wartezeiten ansammeln kann (206), um die Berechnung von Netzwerkstatistiken (208) zu ermöglichen. Ein beispielhaftes Verfahren zur Schätzung zukünftiger TxRx/RxRx-Wartezeiten der Blöcke 206 und 208 wird unter Bezugnahme auf 3 näher entwickelt.
Mit Bezug auf 3 wird ein Verfahren zum Vorhersagen von Anwendungsstromwartezeiten nach nur einer beispielhaften Ausführungsform bereitgestellt. Wie gezeigt beginnt das Verfahren mit Block 302, worin der PMA 104 wie passend die TxRx- oder die RxRx-Wartezeit für ein empfangenes Paket, das einem bestimmten Strom zugehörig ist, bestimmt. Wenn sich das 802.11-Kommunikationsuntersystem (z.B. 114) nach unserer beispielhaften 802.11-Ausführung in einem aktiven, oder wachen, Zustand befindet, wenn ein Paket empfangen wird, kann die Netzwerküberwachung 108 diese Wartezeiten durch Subtrahieren der Zeit zwischen der gegenwärtigen und der letzten Netzwerkaktivität bestimmen.
Wenn das Paket jedoch empfangen wird, während das Kommunikationsuntersystem aus einem Niedrigleistungszustand (z.B. einem Schlummerzustand) herauskommt, kann der Unterschied zwischen den letzten beiden Netzwerkzugriffen möglicherweise keine richtige TxRx- oder RxRx-Wartezeit darstellen, da das Paket einige Zeit an der entfernten Vorrichtung (z.B. dem AP) gepuffert verbracht haben kann. In Ausführungsformen, bei denen unsicher ist, wie lange das Paket gepuffert worden sein kann (z.B. wie in einer 802.11-Ausführung), kann die Netzwerküberwachung 108 die tatsächliche Wartezeit annähern. Nach einer Ausführungsform kann die Netzwerküberwachung 1058 die TxRx- und/oder RxRx-Wartezeit durch Verdoppeln des Werts des vorhergehenden Zugriffs und Nehmen des Höchstwerts zwischen diesem Wert und der gegenwärtigen Wartezeit annähern, obwohl der Umfang der Erfindung in dieser Hinsicht nicht beschränkt ist. Dieser Mechanismus gestattet dem PMA 104, sich allmählich an Veränderungen in der Netzwerkverhaltensweise anpassen, ohne eine Abwandlung am Kommunikationsuntersystem oder an den Protokollen (die standardisiert sein können), die diesen Untersystemen zugehörig sein können, zu erfordern.
Nach einer Ausführungsform kann der PMA 104 eine Instanz der Modellierungsmaschine 110 anrufen, um die geschätzten TxRx- und RxRx-Wartezeiten zu berechnen und den Wert (die Werte) für die Tx-Zeitbeschränkung, die Rx-Zeitbeschränkung und das Schlummerintervall für einen zugehörigen Anwendungsstrom und ein zugehöriges Kommunikationsuntersystem zu erzeugen. In dieser Hinsicht kann die Modellierungsmaschine 110 die jüngste Geschichte und den gegenwärtigen Wert der TxRx/RxRx-Wartezeit verwenden, um die erwartete Wartezeit des nächsten Zugriffs für einen gegebenen Anwendungsstrom zu bestimmen. Nach einer Ausführungsform kann die Modellierungsmaschine 110 den Abtastraum in mehrere Cluster bzw. Ansammlungen aufteilen, die jeweils eine stabilere Verteilung der TxRx- und der RxRx-Wartezeiten zeigen, Block 304. Nach einer Ausführungsform kann die Modellierungsmaschine 110 ein Schätzungsmerkmal wie etwa z.B. ein Maximum-Likelihood-Schätzungsmerkmal einsetzen, um die TxRx/RxRx-Wartezeit einem Cluster bzw. einer Ansammlung zuzuteilen.
Während einer Aufwärmphase (z.B. nach der (Wieder)initialisierung der Untersysteme usw.) des PMA 104 können die Cluster statisch sein, Block 306. Doch nach dem Sammeln eines anfänglichen Satzes oder mehrerer anfänglicher Sätze von Werten kann die Modellierungsmaschine 110 den folgenden Mechanismus verwenden, um (eine) neue untere und/oder obere Grenze(n) für den Cluster bzw. die Ansammlung X ± ks zu bestimmen, Block 310. In der vorhergehenden Gleichung stellt X einen Mittelwert der Tx/Rx-Wartezeiten innerhalb eines gegebenen Clusters dar, ist s die Standardabweichung, und ist k eine Toleranzgrenze für eine gegebene Anzahl von Wartezeitwerten in der unterhaltenen Geschichte des Clusters.
Da die Anzahl der Abtastungen in jedem Cluster sehr groß sein kann, und ihre Verteilung nahe an normal ist, stellen Toleranzgrenzen ein gutes Maß des Bereichs der Tx/Rx-Wartezeiten, die in der Zukunft erwartet werden können, bereit. Nach einer Ausführungsform kann die Modellierungsmaschine 110 die Toleranzgrenzen für ein gegebenes Cluster berechnen, um 95%iges Vertrauen für zumindest 90% der Messungen sicherzustellen, Block 302, obwohl die Erfindung in dieser Hinsicht nicht beschränkt ist.
Sobald der oder die Cluster mit der jüngsten TxRx/RxRx-Wartezeit aktualisiert wurde(n), kann die Modellierungsmaschine 110 die nächste TxRx/RxRx-Wartezeit schätzen, Block 314. Da die TxRx/RxRx-Wartezeit eine gewisse Stabilität zeigt, macht der Verlaß auf historische Wartezeitwerte zur Vorhersage der zukünftigen Leistungsfähigkeit über zumindest einen Kurzzeitmaßstab die Schätzungen für diesen Zweck geeignet.
Unter Rückkehr zu 2 kann der PMA 104, sobald er die TxRx- und/oder die RxRx-Wartezeit für jeden der Anwendungsströme geschätzt hat, (einen) passende(n) Tx/Rx-Zeitbeschränkungswert(e) für einen oder mehrere der Ströme schätzen, Block 210.
In Block 212 kann der PMA 104 aktive Anwendungsströme identifizieren und die TxRx/RxRx-Wartezeit wählen, die ihre Anforderungen erfüllt. Nach einer Ausführungsform berechnet der PMA 104 ein Anwendungsaktivitätsmaß für zumindest eine Untermenge der Ströme, um zu bestimmen, ob dieser gegenwärtig aktiv ist. Nach einer Ausführungsform kann das Anwendungsaktivitätsmaß bei der Bestimmung, ob der Strom als aktiv betrachtet werden sollte, eines oder mehrere aus der Anwendungsverhaltensweise, der Zeit des letzten Netzwerkzugriffs, und der Dichte der jüngsten Netzwerkaktivität berücksichtigen.
In Block 214 kann der PMA 104 alle aktiven Ströme heranziehen und einen Höchstwert der TxRx- und RxRx-Wartezeiten bestimmen, der Tx- und Rx-Zeitbeschränkungen zugeteilt wird (auch als Stromzusammenschluß bekannt). Diese Zeitbeschränkungswerte können als systemweite Parameter angewendet werden, die anschließend verwendet werden können (z.B. durch das 802.11-Untersystem im Kontext unserer beispielhaften 802.11-Ausführungsform), um zu entscheiden, wie lange nach dem Zugreifen auf das Netzwerk und vor dem Übergehen in einen Niedrigleistungszustand wach geblieben werden soll.
Nachdem das Kommunikationsuntersystem (z.B. 114) in einen Niedrigleistungszustand eingetreten ist, verwendet es einen neuen Mechanismus des obenerwähnten SI-Musters, um zu bestimmen, wann für einen Netzwerkzugriff (z.B. Funkfeuer) aufgewacht und geprüft werden soll, ob jegliche Pakete vorhanden sind, die im Netzwerk (z.B. dem AP im Kontext der 802.11- Ausführungsform) warten. Man sollte verstehen, daß das SI sowohl die Anwendungsverzögerung, die durch das Eintreten in den niedrigeren Leistungszustand eingeführt wird, als auch den Leistungsverbrauch durch das betroffene Kommunikationsuntersystem stark beeinflußt. Im beispielhaften 802.11-Kontext beschränkt das zu häufige Empfangen von Funkfeuern häufig die Vorteile der Leistungsverwaltung, während ihr zu seltenes Empfangen bedeutende Verzögerungen in die Anwendungsleistungsfähigkeit, vielleicht zum Ärgernis des Endbenutzers, einbringt.
Nach einer Ausführungsform kann der PMA 104 zumindest teilweise auf Basis der bestimmten Netzwerkaktivität und der Empfindlichkeit der Anwendungen (als aktiv bestimmt) gegenüber der Wartezeit im Kommunikationsstrom aus einer Anzahl von vorbestimmten SI-Mustern wählen. Nach einer Ausführungsform beruht die Auswahl des SI-Musters zumindest teilweise auf irgendeiner oder mehreren der berechneten TxRx/RxRx-Wartezeiten, der Art der Anwendungen, die als aktiv erachtet werden, der Netzwerkdichte, der Dienstgüte(Quality of Service, QoS)-Parameter, und dergleichen, obwohl die Erfindung in dieser Hinsicht nicht beschränkt ist. In einigen Ausführungsformen können die Bestandteile des SI-Musters auf Basis irgendeines oder mehrerer der vorhergehenden Eigenschaften dynamisch festgelegt werden.
Mit Bezug auf 4 wird eine graphische Darstellung von beispielhaften Anwendungswartezeiten dargestellt. Wie gezeigt veranschaulicht 4 Ablaufverfolgungen 400 von Webbrowser(WB)- und E-Mail-Zugriffen durch einen großen Bestand von Benutzern über einen Zeitraum von Tagen. Die Ablaufverfolgungen stellen TxRx- und RxRx-Wartezeiten dar, die, obwohl stark nachgezogen, einen großen Grad an Stabilität zeigen, wobei die Mehrheit der Werte in kurzen Intervallen konzentriert ist. Angesicht einer Vielfalt von Benutzern und Aufgaben, die diese im Netzwerk durchführen, stellen die Ablaufverfolgungen einen sehr repräsentativen Schnappschuß der Netzwerkverwendung für diese Anwendungen dar.
4, 5 und 6 stellen jeweils graphische Darstellungen dar, die die Leistungsfähigkeit des PMA 104 (in diesen Figuren auch als Gibraltar bekannt) mit herkömmlichen Leistungsverwaltungstechniken vergleichen. Wie oben wurde die Leistungsfähigkeit des PMA 104 für zwei Klassen von Anwendungen, E-Mail und Webbrowsen (WB), gemessen.
Die Wirksamkeit der Leistungsfähigkeit des PMA 104 wird durch Vergleichen mit einem Leistungsmodell der konstanten Aktivität (Constant Activity Power Model, CAM), einer 802.11-Leistungssparbetriebsart (PSM), und einer PSM-adaptiven Leistungsbetriebsart (dem sogenannten Cisco-Modell) gemessen. Der PSM-adaptive Algorithmus hält das 802.11-Untersystem in PSM und geht nur zu CAM über, wenn ein Burst von zwei oder mehr Paketen, die am AP warten, vorhanden ist. Er kehrt dann nach 1 Sekunde keiner Netzwerkaktivität zu PSM zurück.
5 veranschaulicht einen durchschnittlichen Leistungsverbrauch durch ein Kommunikationsuntersystem, das jede der vier oben vorgestellten Techniken verwendet, nach einer beispielhaften Ausführungsform graphisch. Im Besonderen veranschaulicht 5 die Leistungsfähigkeit einer jeden dieser Leistungsverwaltungstechniken bei der Verringerung der Leistung in einem 802.11-Untersystem. Wie gezeigt bewies das PMA-ausgeführte System (auch als Gibraltar bekannt) eine 30%ige Ersparnis im Leistungsverbrauch im Vergleich zur PSM-Technik und eine mehr als 50%ige Leistungsverringerung der adaptiven PSM-Technik (die eine bessere Anwendungswartezeitleistungsfähigkeit als das PSM-Modell bereitstellt). Es ist bedeutend, daß der PMA 104 diese Leistungsersparnis ohne eine entsprechende negative Auswirkung auf die Anwendungsverzögerung bereitstellt (6).
6 veranschaulicht die Leistungsfähigkeit der verschiedenen Leistungsverwaltungstechniken hinsichtlich der Anwendungsverzögerung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Wie gezeigt beträgt die Verzögerung, die mit E-Mail-Verkehr verbunden ist, für eine PMA-Ausführung etwa 5% (im Vergleich zur CAM-Ausführungsform), während die WB-Verzögerung auf weniger als 8% (verglichen mit CAM) beschränkt ist. Die Ergebnisse zeigen, daß sich der PMA 104 wirksam an unterschiedliche Netzwerkbedingungen anpaßt und Leistungsverwaltungsparameter bestimmt, die einen Niedrigleistungs-802.11-Betrieb ergeben, während die Anwendungsverzögerung auf ein Mindestmaß beschränkt wird.
In dieser Hinsicht unterscheidet sich der PMA 104 auf zwei Weisen vom herkömmlichen PSM-adaptiven Algorithmus. Erstens wendet er die Leistungsverwaltung auf alle Netzwerkzugriffe an, wodurch er einen vollständigen Nutzen aus dem Niedrigleistungsbetrieb zieht. Zweiten beschränkt er Netzwerkverzögerungen, die sich aus der Anwendung des Leistungsverwaltungsalgorithmus ergeben, indem er diesen an die gegenwärtigen Netzwerkbedingungen anpaßt und sicherstellt, daß das Kommunikationsuntersystem nur dann zu einem Niedrigleistungszustand übergeht, wenn kein Netzwerkzugriff erwartet wird.
Schließlich wurden die Auswirkungen des PMA 104 und anderer Leistungsverwaltungsalgorithmen auf den gesamten Systemleistungsverbrauch durch das Wiederholen von E-Mail- und WB-Versuchen an zwei repräsentativen Arten von Vorrichtungen quantifiziert: einer mobilen Vorrichtung wie einem Notebook, in dem das Kommunikationsuntersystem für etwa 10% des gesamten Leistungsverbrauchs verantwortlich ist, und einem Handgerät, in dem das Kommunikationsuntersystem etwa 40% der Systemleistung verbraucht.
Wenn die Basisleistung der drahtlosen Schnittstelle wesentlich kleiner als die Systemleistung ist, kann sogar eine geringe Verzögerung, die durch die 802.11-Leistungsverwaltung eingebracht wird, möglicherweise die gesamte Systemenergie verglichen mit CAM erhöhen. Wie aus 7 ersichtlich ist, ist dies für eine Notebook-Vorrichtung der Fall, wo sowohl PSM als auch PSM-adaptive Algorithmen die Systemenergie erhöhen. Diese Erhöhung liegt an bedeutenden Verzögerungen, die durch beide Algorithmen eingebracht werden, wie aus 6 und durch einen großen Unterschied zwischen dem Leistungsverbrauch der gesamten Plattform und dem drahtlosen Untersystem offensichtlich ist. Im Fall eines Handgeräts sind PSM und PSM-adaptiv fähig, die Systemleistung zu verringern, doch ist ihr Nutzen auf höchstens 10% beschränkt.
Im Gegensatz dazu bietet der PMA 104 an beiden Vorrichtungen eine sehr gute Leistung, indem er die Systemenergie um durchschnittlich 30% und 3% für ein Handgerät bzw. eine Notebook-Vorrichtung verringert, was eine bedeutende Verbesserung gegenüber dem herkömmlichen PSM und PSM-adaptiv ist (7). Erneut können die in 5 bis 7 bewiesenen Leistungsfähigkeitsvorteile des PMA 104 der dynamischen Anpassung der Leistungsverwaltung an die Netzwerkverhaltensweise der Anwendung zugeschrieben werden. Es ist zu beachten, daß der PMA 104 die Verzögerung verringert, wenn nicht sogar beseitigt, anstatt die Verzögerung zu begrenzen, und nur zur Niedrigleistungsschlummerbetriebsart übergeht, wenn nicht erwartet wird, die Anwendungsleistungsfähigkeit herabzusetzen. Die Ergebnisse in diesem Abschnitt zeigen, daß er fähig ist, dies sowohl für E-Mail- als auch für WB-Betriebsbelastungen zu tun. Es ist ferner zu beachten, daß die Energievorteile für ein Notebook auf etwa 3% beschränkt sind, da das drahtlose Untersystem in diesen Vorrichtungen einen Bruchteil der gesamten Systemleistung verbraucht. Dennoch ist ermutigend, daß der PMA 104 selbst unter diesen Bedingungen wirksam ist, um die Kommunikationsuntersystemleistung zu verringern und positiv zum Sparen der gesamten Systemenergie beizutragen.
Daher verringert der PMA 104 den Kommunikationsuntersystemleistungsverbrauch wirksam, während er eine minimale Anwendungsverzögerung einbringt. Wie oben bestimmt erreicht der PMA 104 dieses Ergebnis, indem er die Leistungsverwaltung an die anwendungsspezifische Netzwerkverhaltensweise und die gegenwärtigen Netzwerkbedingungen anpaßt. Es ist beachtenswert, daß die Einbringung des PMA 104 in ein System keinerlei Änderungen an den Kommunikationsprotokollen/Spezifikationen, die dem Netzwerk zugehörig sind und für mobile Anwendungen und Entwickler vollkommen transparent sind, erfordert.
Beispiel einer Netzwerkausführung
8 veranschaulicht ein Blockdiagramm einer beispielhaften elektronischen Vorrichtung 802 mit einer beliebigen aus einer Anzahl von Netzwerkschnittstellen einschließlich, z.B., eines drahtlosen Untersystems, um durch ein beliebiges aus einer Anzahl von Netzwerken 806, 820 mit einer entfernten Vorrichtung (entfernten Vorrichtungen) 804, 822 zu kommunizieren, nach verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung. Wie hierin verwendet sollen die Vorrichtungen 8020, 804 eine beliebige aus einem weiten Bereich von elektronischen Rechen-, Verbraucher- oder Kommunikationsvorrichtungen darstellen. In dieser Hinsicht kann die Kommunikation zwischen den Vorrichtungen 802, 804 oder 822 sehr gut nach beliebigen aus einer Anzahl von drahtlosen oder verdrahteten Standard- und/oder Nichtstandard-Kommunikationsprotokollen durchgeführt werden. Zur einfacheren Darstellung, und nicht als Beschränkung, werden die breiteren Lehren des PMA 104 nach einer beispielhaften Ausführungsform 800 der Kommunikationsumgebung eines drahtlosen lokalen 802.11x-Netzwerks (WLAN) beschrieben werden, obwohl die Erfindung in dieser Hinsicht nicht beschränkt ist.
Gemäß der veranschaulichten beispielhaften Ausführungsform ist die elektronische Vorrichtung 802 als eine oder mehrere einer Steuerlogik 808, eine oder mehrere Netzwerkschnittstelle(n) 810 und einen Leistungsverwaltungsagenten (PMA) 812 umfassend dargestellt, wobei diese Elemente wie gezeigt gekoppelt sind. Nach unserer Ausführungsform kann der PMA 812 sehr gut eine Instanz des PMA 104 sein, obwohl die Erfindung nicht so beschränkt ist. Wie oben besprochen kann der PMA 812 sehr gut in jedem beliebigen einen oder mehreren aus Hardware (z.B. DSP, FPGA, usw.), Software, Firmware oder einer Kombination davon ausgeführt sein.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann die Netzwerkschnittstelle (können die Netzwerkschnittstellen) 810 einen 802.11x-Sende-Empfänger beinhalten, der mit einer oder mehreren Antennen gekoppelt ist, durch die die Vorrichtung 802 einen drahtlosen Kommunikationskanal 806 mit einer entfernten Vorrichtung herstellen kann. Wie oben ausführlich besprochen kann der PMA 812 Netzwerkbedingungen im Zusammenhang mit der Leistungsverwaltung überwachen und ein Modell der erwarteten Verhaltensweise von zukünftigen Netzwerkzugriffen entwickeln. Der PMA 812 kann dann das entwickelte Modell wirksam einsetzen, um zu bestimmen, wann das Kommunikationsuntersystem (z.B. das 802.11-Untersystem) in einen Niedrigleistungszustand überführt werden kann, ohne die Anwendungsleistungsfähigkeit, zumindest wie sie durch einen Endbenutzer wahrgenommen wird, zu beeinflussen.
Die Steuerlogik 808 kann den gesamten Betrieb zumindest der elektronischen Vorrichtung 802 steuern. In dieser Hinsicht soll die Steuerlogik 808 ein beliebiges aus einem weiten Bereich von Steuerelementen, die in der Technik bekannt sind, einschließlich, aber sicherlich ohne Beschränkung darauf, Mikroprozessoren, Mikrosteuerungen, anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen ASICs mit Verarbeitungskernen, frei programmierbaren Verknüpfungsfeldern (FPGAs) und dergleichen darstellen, obwohl die Erfindung in dieser Hinsicht nicht beschränkt ist. Die Steuerlogik 808 kann eine oder mehrere Instanzen einer oder mehrerer Anwendungen ausführen, um eine bestimmte Funktionalität, die durch die Vorrichtung 802 geboten wird, wie etwa, z.B., Sprach-, Daten-, Multimediakommunikationsdienste und/oder Leistungsverwaltungsdienste wie etwa, z.B., den Leistungsverwaltungsagenten zu unterstützen. Nach einer Ausführungsform kann die Steuerlogik 808 selektiv eine oder mehrere Instanzen eines E-Mail-Programms, einer Webbrowseranwendung, eines Instant-Messaging-Diensts, einer strömenden Medienanwendung und dergleichen ausführen, obwohl die Ausführungsformen der Erfindung in dieser Hinsicht nicht beschränkt sind.
Wie oben dargestellt befähigt die Netzwerkschnittstelle (befähigen die Netzwerkschnittstellen) 810 die Vorrichtung 802, sich mit einem oder mehreren Netzwerken und Netzwerkarten zu verbinden. Nach einer Ausführungsform kann die Netzwerkschnittstelle (können die Netzwerkschnittstellen) 810 eines oder mehrere aus einer drahtlosen Netzwerk-Sende-Empfänger- Fähigkeit zur Unterstützung der IEEE 802.11-, 802.15-, 802.16-, 802.18- und/oder 802.20-kompatiblen Kommunikation oder einer Infrarot-Sende-Empfänger-Kommunikationsfähigkeit beinhalten. In der gleichen Weise kann die Netzwerkschnittstelle (können die Netzwerkschnittstellen) 810 auch eines oder mehrere aus einer verdrahteten Netzwerk-Sende-Empfänger-Fähigkeit wie etwa, z.B. einen Ethernet-Sende-Empfänger, einen SONET-Sende-Empfänger, einen optischen Sende-Empfänger und dergleichen beinhalten, obwohl die Erfindung nicht so beschränkt ist.
Gemäß einer Ausführungsform kann die entfernte Vorrichtung (können die entfernten Vorrichtungen) 804, 822 in der gleichen Weise mit einem oder mehreren aus einer Steuerlogik (814), einer Netzwerkschnittstelle (Netzwerkschnittstellen) (816), und sogar einer PMA-Funktionalität (818) befähigt sein, obwohl der Umfang der Erfindung in dieser Hinsicht nicht beschränkt ist, soweit die Ausführung des innovativen Leistungsverwaltungsagenten (812) in einer Vorrichtung (z.B. 802) für die anderen Elemente der Vorrichtung (z.B. Netzwerkschnittstelle(n) und Anwendungen) transparent ist. In dieser Hinsicht ist eine mit dem PMA (812) befähigte Vorrichtung (802) mit anderen Vorrichtungen (804, 822) vorwärts- und/oder rückwärtskompatibel, ohne eine Abänderung oder eine Aufrüstung der Anwendungssoftware zu benötigen, um leistungsverwaltungszentrierte Nachrichten bereitzustellen.
Wie hierin verwendet soll das Netzwerk 820 ein beliebiges aus einem weiten Bereich von Kommunikationsnetzwerken einschließlich, zum Beispiel, eines einfachen alten Telefondienst(Plain-Old Telephone System, POTS)-Netzwerks; verdrahteten und drahtlosen Versionen eines lokalen Netzwerks (LAN), eines Stadtnetzwerks (MAN), eines Weitverkehrsnetzwerks (WAN), eines globalen Netzwerks (Internet), eines zellularen Netzwerks, und dergleichen darstellen. Nach einer beispielhaften Ausführung kann die Vorrichtung 804 einen Zugangspunkt (AP) darstellen, während die Vorrichtung 802 eine Station (STA) darstellen kann, die jeweils zur Verwendung in einem drahtlosen lokalen IEEE-802.11n-Netzwerk (WLAN) geeignet sind.
Alternative Ausführungsform(en)
9 veranschaulicht ein Blockdiagramm eines beispielhaften Speichermediums, das einen Inhalt umfaßt, der, wenn er aufgerufen wird, verursachen kann, daß eine zugreifende Maschine einen oder mehrere Gesichtspunkte des Leistungsverwaltungsagenten 104 und/oder zugehöriger Verfahren 200, 300 ausführt. In dieser Hinsicht beinhaltet das Speichermedium 900 einen Inhalt 902 (z.B. Befehle, Daten oder jede beliebige Kombination davon), der, wenn er ausgeführt wird, verursachen kann, daß ein zugreifendes Gerät einen oder mehrerer Gesichtspunkte des oben beschriebenen Leistungsverwaltungsagenten 104 ausführt.
Das maschinenlesbare (Speicher)medium 900 kann, jedoch ohne Beschränkung darauf, Floppy-Disketten, optische Platten, CD-ROMs, und magnetooptische Platten, ROMs, RAMs, EPROMs, EEPROMs, magnetische oder optische Karten, Flash-Speicher, oder andere Arten von Medien/maschinenlesbaren Medien, die zum Speichern elektronischer Befehle geeignet sind, beinhalten. Überdies kann die vorliegende Erfindung auch als Computerprogrammprodukt heruntergeladen werden, wobei das Programm durch Datensignale, die in einer Trägerwelle enthalten sind, oder ein anderes Ausbreitungsmedium über eine Kommunikationsverbindung (z.B. ein Modem, eine Funk- oder eine Netzwerkverbindung) von einem entfernten Computer zu einem anfordernden Computer übertragen werden kann.
Es sollte sich verstehen, daß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in einer Vielfalt von Anwendungen verwendet werden können. Obwohl die vorliegende Erfindung in dieser Hinsicht nicht beschränkt ist, können die hierin offenbarten Schaltungen in vielen Geräten wie etwa in den Sendern und Empfängern eines Funksystems verwendet werden. Funksysteme, die im Umfang der vorliegenden Erfindung beinhaltet sein sollen, beinhalten, nur beispielhaft, Vorrichtungen drahtloser lokaler Netzwerke (WLAN) und Vorrichtungen drahtloser Weitverkehrsnetzwerke (WWAN) einschließlich von drahtlosen Netzwerkschnittstellenvorrichtungen und Netzwerkschnittstellenkarten (NICs), Basisstationen, Zugangspunkten (APs), Netzübergängen, Brücken, Hubstationen, zellularen Funktelefonkommunikationssystemen, Satellitenkommunikationssystemen, beidseitig gerichteten Funkkommunikationssystemen, Einweg-Pagern, Zweiweg-Pagern, persönlichen Kommunikationssystemen (PCS), Personalcomputern (PCs), Minicomputern (Personal Digital Assistants, PDAs), Sensornetzwerken, persönlichen Netzwerken (PANs), und dergleichen, obwohl der Umfang der Erfindung in dieser Hinsicht nicht beschränkt ist.
Die Arten der drahtlosen Kommunikationssysteme, die innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung liegen sollen, beinhalten, jedoch ohne Beschränkung darauf, drahtlose lokale Netz werke (WLAN), drahtlose Weitverkehrsnetzwerke (WWAN), zellulare Funktelefonkommunikationssysteme mit Codemultiplexzugriff (CDMA), zellulare Funktelefonsysteme des globalen Systems für mobile Kommunikation (GSM), zellulare Funktelefonsysteme nach North American Digital Cellular (NADC), Systeme mit Zeitmultiplexzugriff (TDMA), zellulare Funktelefonsysteme mit erweitertem TDMA (E-TDMA), Systeme der dritten Generation (3G) wie Breitband-CDMA (WCDMA), CDMA-2000, und dergleichen, obwohl der Umfang der Erfindung in dieser Hinsicht nicht beschränkt ist.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können auch in integrierten Schaltungsblöcken beinhaltet sein, die als Kernspeicher, Pufferspeicher, oder andere Arten von Speicher, die elektronische Befehle speichern, welche durch den Mikroprozessor ausgeführt werden sollen, oder Daten speichern, die bei arithmetischen Tätigkeiten verwendet werden können, bezeichnet werden. Im Allgemeinen kann eine Ausführungsform, die eine mehrstufige Dominologik nach dem beanspruchten Gegenstand verwendet, einen Nutzen für Mikroprozessoren bereitstellen und insbesondere in einen Adressendecoder für eine Speichervorrichtung aufgenommen werden. Es ist zu beachten, daß die Ausführungsformen in Funksysteme oder tragbare Handgeräte integriert werden können, besonders, wenn Vorrichtungen von einem verringerten Leistungsverbrauch abhängen. Daher sollen Laptops, zellulare Funktelefonkommunikationssysteme, zweiseitig gerichtete Funkkommunikationssysteme, Einweg-Pager, Zweiweg-Pager, persönliche Kommunikationssysteme (PCS), Minicomputer (PDAs), Kameras und andere Produkte im Umfang der vorliegenden Erfindung beinhaltet sein.
Die vorliegende Erfindung beinhaltet verschiedenste Tätigkeiten. Die Tätigkeiten der vorliegenden Erfindung können durch Hardware-Bestandteile durchgeführt werden oder in einem maschinenausführbaren Inhalt (z.B. Befehlen) verkörpert sein, die verwendet werden können, um zu verursachen, daß ein Allzweck- oder Spezialprozessor oder logische Schaltungen, der bzw. die mit den Befehlen programmiert wird bzw. werden, die Tätigkeiten durchführt bzw. durchführen. Alternativ können die Tätigkeiten durch eine Kombination aus Hardware und Software durchgeführt werden. Obwohl die Erfindung im Kontext eines Rechengeräts beschrieben wurde, werden Fachleute verstehen, daß diese Funktionalität überdies in jeder beliebigen aus einer Anzahl von alternativen Ausführungsformen enthalten sein kann, wie etwa, zum Beispiel, in ein Kommunikationsgerät (z.B. ein Zellulartelefon) integriert sein kann.
In der obigen Beschreibung sind zu Erklärungszwecken zahlreiche bestimmte Einzelheiten bekannt gemacht, um ein gründliches Verständnis der vorliegenden Erfindung bereitzustellen. Einem Fachmann wird jedoch offensichtlich sein, daß die vorliegende Erfindung ohne einige dieser bestimmten Einzelheiten ausgeführt werden kann. In anderen Fällen sind wohlbekannte Aufbauten und Vorrichtungen in Blockdiagrammform gezeigt. Innerhalb des Umfangs und des Geists der vorliegenden Erfindung ist jede beliebige Anzahl von Variationen des erfinderischen Konzepts vorhergesehen. In dieser Hinsicht sind die bestimmten veranschaulichten Beispiele nicht zur Verfügung gestellt worden, um die Erfindung zu beschränken, sondern nur, um sie zu erläutern. Daher soll der Umfang der vorliegenden Erfindung nicht durch die oben dargestellten bestimmten Beispiele, sondern nur durch die klare Sprache der nachfolgenden Ansprüche bestimmt werden.
ZUSAMMENFASSUNG
EIN SYSTEM UND ZUGEHÖRIGE VERFAHREN ZUR NETZWERKBEWUSSTEN DYNAMISCHEN LEISTUNGSVERWALTUNG
Es werden allgemein ein System und zugehörige Verfahren zur netzwerkbewußten dynamischen Leistungsverwaltung beschrieben.

Claims

Verfahren zur Verringerung des Leistungsverbrauchs in einer elektronischen Vorrichtung, das umfaßt: Überwachen einer oder mehrerer Verhaltensweisen einer oder mehrerer Anwendungen, die an einer elektronischen Vorrichtung Ausführungen vornehmen, in Kombination mit einer damit zusammenhängenden Netzwerkleistungsfähigkeit, und dynamisches Einstellen eines oder mehrerer Parameter einer Leistungsverwaltungsstrategie, um den Leistungsverbrauch eines Kommunikationsuntersystems, das zumindest einer Untermenge der einen oder mehreren ausführenden Anwendungen zugeordnet ist, zu verringern, während im wesentlichen gleichzeitig die Kommunikationswartezeit für zumindest eine Untermenge der ausführenden Anwendungen beschränkt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Element des Überwachens Folgendes umfaßt: Trennen des Netzwerkverkehrs in unterschiedliche Anwendungsströme; und Bestimmen der gegenwärtigen TxRx- und RxRx-Wartezeit eines Stroms beim Empfang eines oder mehrerer Datagramme, die dem Strom zugeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Netzwerkverkehr zumindest teilweise auf Basis von Informationen, die in den Datagrammen, welche den Netzwerkverkehr umfassen, enthalten sind, in unterschiedliche Anwendungsströme getrennt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Element des dynamischen Einstellens eines oder mehrerer Parameter einer Leistungsverwaltungsstrategie Folgendes umfaßt: Aufteilen der TxRx/RxRx-Wartezeitwerte in ein oder mehrere Cluster, die jeweils eine stabile Verteilung der Wartezeiten zeigen; und Durchführen, in jedem Cluster, einer statistischen Analyse des Clusters, um Toleranzgrenzen zu entwickeln, aus denen ein Modell der erwarteten zukünftigen TxRx/RxRx-Wartezeit vorhergesagt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Parameter der Leistungsverwaltungsstrategie einen Sendezeitbeschränkungswert, einen Empfangszeitbeschränkungswert und/oder einem Schlummerintervallwert beinhalten.
Verfahren nach Anspruch 5, das ferner umfaßt: Schätzen des Sendezeitbeschränkungs- und/oder des Empfangszeitbeschränkungswerts zumindest teilweise auf Basis der erwarteten zukünftigen TxRx/RxRx-Wartezeit, wobei die Sendezeitbeschränkung ein Maß des Zeitausmaßes ist, für das ein Kommunikationsuntersystem nach dem Senden eines Datagramms in einem aktiven Zustand verbleiben soll, wobei die Empfangszeitbeschränkung ein Maß des Zeitausmaßes ist, für das ein Kommunikationsuntersystem nach dem Empfangen eines Datagramms in einem aktiven Zustand verbleiben soll, und das Schlummerintervall ein Muster ist, das die Frequenz bezeichnet, mit der ein Kommunikationsuntersystem aus einem inaktiven Zustand zu einem aktiven Zustand aufwachen soll, um das Netzwerk hinsichtlich des Verkehrs, der für eine elektronische Hostvorrichtung bestimmt ist, zu überwachen.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Einstellen eines oder mehrerer Leistungsverwaltungsparameter ferner Folgendes umfaßt: Bestimmen, welche Anwendungsströme gegenwärtig aktiv sind; und Aktualisieren der Werte der Sendezeitbeschränkung, der Empfangszeitbeschränkung und/oder des Schlummerintervalls zumindest teilweise auf Basis der Bestimmung der Stromaktivität und der erwarteten Stromwartezeit.
Speichermedium, das einen Inhalt umfaßt, der, wenn er durch eine zugreifende Vorrichtung ausgeführt wird, dazu führt, daß die Vorrichtung ein Verfahren nach Anspruch 1 ausführt.
Elektronische Vorrichtung, die umfaßt: ein Kommunikationsuntersystem, durch das die elektronische Vorrichtung Kommunikationen mit einer entfernten Vorrichtung herstellen kann; und einen Leistungsverwaltungsagenten, der mit dem Kommunikationsuntersystem gekoppelt ist, um eine oder mehrere Verhaltensweisen einer oder mehrerer Anwendungen, die an einer elektronischen Vorrichtung Ausführungen vornehmen, in Kombination mit der damit zusammenhängenden Netzwerkleistungsfähigkeit zu überwachen, und um einen oder mehrere Parameter einer Leistungsverwaltungsstrategie dynamisch einzustellen, um den Leistungsverbrauch eines Kommunikationsuntersystems, das zumindest einer Untermenge der einen oder mehreren ausführenden Anwendungen zugeordnet ist, zu verringern, während die Kommunikationswartezeit für zumindest eine Untermenge der ausführenden Anwendungen beschränkt wird.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei der PMA Folgendes umfaßt: eine Netzwerküberwachung, um Netzwerkverkehr in unterschiedliche Anwendungsströme zu trennen, und um beim Empfang eines oder mehrerer Datagramme, die dem Strom zugeordnet sind, die gegenwärtige TxRx- und RxRx-Wartezeit eines Stroms zu bestimmen.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Netzwerküberwachung den Netzwerkverkehr zumindest teilweise auf Basis von Informationen, die in den Datagrammen, welche den Netzwerkverkehr umfassen, enthalten sind, in unterschiedliche Anwendungsströme trennt.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei der PMA ferner Folgendes umfaßt: eine Modellierungsmaschine, die auf die Netzwerküberwachung anspricht, um TxRx/RxRx-Wartezeiten in ein oder mehrere Cluster aufzuteilen, die jeweils eine stabile Verteilung der Wartezeiten zeigen, und um in jedem Cluster eine statistische Analyse des Clusters durchzuführen, um Toleranzgenzen zu entwickeln, aus denen ein Modell der erwarteten zukünftigen TxRx/RxRx-Wartezeit vorhergesagt wird.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Parameter der Leistungsverwaltungsstrategie einen Sendezeitbeschränkungswert, einen Empfangszeitbeschränkungswert und/oder einem Schlummerintervallwert beinhalten.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Modellierungsmaschine den Sendezeitbeschränkungs- und/oder den Empfangszeitbeschränkungswert zumindest teilweise auf Basis der erwarteten zukünftigen TxRx/RxRx-Wartezeit schätzt, wobei die Sendezeitbeschränkung ein Maß des Zeitausmaßes ist, für das ein Kommunikationsuntersystem nach dem Senden eines Datagramms in einem aktiven Zustand verbleiben soll, wobei die Empfangszeitbeschränkung ein Maß des Zeitausmaßes ist, für das ein Kommunikationsuntersystem nach dem Empfangen eines Datagamms in einem aktiven Zustand verbleiben soll, und das Schlummerintervall ein Muster ist, das die Frequenz bezeichnet, mit der ein Kommunikationsuntersystem aus einem inaktiven Zustand zu einem aktiven Zustand aufwachen soll, um das Netzwerk hinsichtlich des Verkehrs, der für eine elektronische Hostvorrichtung bestimmt ist, zu überwachen.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Modellierungsmaschine bestimmt, welche Anwendungsströme gegenwärtig aktiv sind, und die Werte der Sendezeitbeschränkung, der Empfangszeitbeschränkung und/oder des Schlummerintervalls zumindest teilweise auf Basis der Stromaktivität und der erwarteten Stromwartezeit aktualisiert.
System, das umfaßt: eine oder mehrere im wesentlichen rundstrahlende Antenne(n); ein Kommunikationsuntersystem, durch das die elektronische Vorrichtung Kommunikationen mit einer entfernten Vorrichtung herstellen kann; und einen Leistungsverwaltungsagenten, der mit dem Kommunikationsuntersystem gekoppelt ist, um eine oder mehrere Verhaltensweisen einer oder mehrerer Anwendungen, die an einer elektronischen Vorrichtung Ausführungen vornehmen, in Kombination mit der damit zusammenhängenden Netzwerkleistungsfähigkeit zu überwachen, und um einen oder mehrere Parameter einer Leistungsverwaltungsstrategie dynamisch einzustellen, um den Leistungsverbrauch eines Kommunikationsuntersystems, das mit zumindest einer Untermenge der einen oder mehreren ausführenden Anwendungen verbunden ist, zu verringern, während die Kommunikationswartezeit für zumindest eine Untermenge der ausführenden Anwendungen beschränkt wird.
System nach Anspruch 16, wobei der PMA Folgendes umfaßt: eine Netzwerküberwachung, um Netzwerkverkehr in unterschiedliche Anwendungsströme zu trennen, und um beim Empfang eines oder mehrerer Datagramme, die dem Strom zugeordnet sind, die gegenwärtige TxRx- und RxRx-Wartezeit eines Stroms zu bestimmen.
System nach Anspruch 17, wobei die Netzwerküberwachung den Netzwerkverkehr zumindest teilweise auf Basis von Informationen, die in den Datagrammen, welche den Netzwerkverkehr umfassen, enthalten sind, in unterschiedliche Anwendungsströme trennt.
System nach Anspruch 17, wobei der PMA ferner Folgendes umfaßt: eine Modellierungsmaschine, die auf die Netzwerküberwachung anspricht, um TxRx/RxRx-Wartezeiten in ein oder mehrere Cluster aufzuteilen, die jeweils eine stabile Verteilung der Wartezeiten zeigen, und um in jedem Cluster eine statistische Analyse des Clusters durchzuführen, um Toleranzgrenzen zu entwickeln, aus denen ein Modell der erwarteten zukünftigen TxRx/RxRx-Wartezeit vorhergesagt wird.
System nach Anspruch 19, wobei die Parameter der Leistungsverwaltungsstrategie einen Sendezeitbeschränkungswert, einen Empfangszeitbeschränkungswert und/oder einen Schlummerintervallwert beinhalten.
System nach Anspruch 20, wobei die Modellierungsmaschine die Werte der Sendezeitbeschränkung, der Empfangszeitbeschränkung und/oder des Schlummerintervalls zu mindest teilweise auf Basis der erwarteten zukünftigen TxRx/RxRx-Wartezeit schätzt, wobei die Sendezeitbeschränkung ein Maß des Zeitausmaßes ist, für das ein Kommunikationsuntersystem nach dem Senden eines Datagramms in einem aktiven Zustand verbleiben soll, wobei die Empfangszeitbeschränkung ein Maß des Zeitausmaßes ist, für das ein Kommunikationsuntersystem nach dem Empfangen eines Datagramms in einem aktiven Zustand verbleiben soll, und das Schlummerintervall ein Muster ist, das die Frequenz bezeichnet, mit der ein Kommunikationsuntersystem aus einem inaktiven Zustand zu einem aktiven Zustand aufwachen soll, um das Netzwerk hinsichtlich des Verkehrs, der für eine elektronische Hostvorrichtung bestimmt ist, zu überwachen.
System nach Anspruch 21, wobei die Modellierungsmaschine bestimmt, welche Anwendungsströme gegenwärtig aktiv sind, und die Werte der Sendezeitbeschränkung, der Empfangszeitbeschränkung und/oder des Schlummerintervalls zumindest teilweise auf Basis der Stromaktivität und der erwarteten Stromwartezeit aktualisiert.