TWI281110B - Method and system for managing power consumption of a network interface module in a wireless computing device - Google Patents

Description

1281110 玫、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明大體上係關於無線電腦裝置，及更特定地係 於在具有電池作為電源之無線電腦裝置中之功率管理。 【先前技術】 經由無線傳輸來與其它裝置溝通的無線電腦裝置， 膝上型電腦、個人數位助理裝置等等’已變得愈來命普遍 無線電腦裝置典型地係以電池來作為電源。因為一顆電 可提供的電篁是相對有限的，所以如何將功率消耗最小化 用以延長由該電池所供電之裝置的操作時間，就變成該 裝置的一項重要課題。 在無線裝置中消耗大量電力的一項構件為可處理網 通訊資料的傳送與接收之網路組。 腦總耗電量的約2。%是花在無線⑽界面通=膝上二 的大部分是用來作無線資料傳送與接收。為了要降低功 的消耗，λ多數的無線裝置都使用一功率管理機制：其 讓網路界面模組被切換於具有不同的耗電層級之不同的 率狀態之間。這些狀態包括高功率狀態，&發器在此狀 下被充電至能夠傳送及接收網路通訊資料，及低功率狀態 網路界面模組在此狀態下是被置於休眠模式或關機狀 中。該網路界面模組處於低功率狀態下的期間通常被稱 為「間置時間」。因為收發器在網路界面模組處於低功 狀態下時是被關機的，所以網路資料輪送的傳輸即被延遲 關 如 〇 池 ， 等 路 電 量 率 可 功 態 態 之 率 1281110 且被延遲的傳輸資料必需被暫時存放在佇列（queue)中，等 待該網路界面模組再被切回到高功率狀態時再加以傳送。 如果該網路界面卡太常處於低功率狀態下或在低功率狀態 下的時間太長的話，則會有一大數量之被延遲的網路傳輸 資料會該傳輸佇列中被累積。因此，必需要在節省電池電 力與不當的網路傳輸壅塞兩者之間找出一合理的平衡點。 因而’對於一種新的功率管理計畫（scheme)用以決定何時將 一無線裝置的網路界面模組切換至一低功率狀態及維持在 該狀態多長的時間以提供足夠的電力節省並且不會造成網 路傳輸的過度延遲及累積（即，傳輸壅塞）存在著需求。 【發明内容】 有鑑於以上所述，本發明提供一種功率管理計晝用來 操作一無線電腦裝置的網路界面模組。該功率管理計晝使 用網路傳輸統計資料來導出一數學模式的參數用以預測被 遲延的傳輸資料量，其將會如該網路界面模組處於一低功 率狀態下的時間長度的函數般地被累積。該等參數可包括 在網路界面模組處之傳輸資料封包的平均到達率及該系統 在處理該4傳輸資料封包上的平均服務率。根據該數學模 式及導出的參數，該無線裝置可計算出閒置時間的一目標 值’在該閒置時間期間在該佇列中預估的累積傳輸資料量 等於或小於一預定的門檻值。 如果該無線裝置與一基礎設施（infrastructure)的無線網 路的存取點相連線的話，則該無線裝置的網路界面模組即 128111ο 被設 度。 的話 並傾 閒置 小閒 路界

定在該低功率狀態持續該經過計算的目標閒置時間長 如果該無線裝置與一特設網路network)相連線 ，該裝置首先將其目標閒置時間播放至該特設網路中 聽該特設網路中之其它無線裝置所計算及播放的目標 時間。該裝置然後選取該網路中之無線裝置播放的最 置時間作為該等裝置的一共同閒置時間，並切換該網 面模組至低功率狀態持續該共同的閒置時間長度。 【實 來無 電池 組會 由將 射器 狀態 Φ 照第 性的 可被 裝置 電器 施特: 件， 施方式】 本發明是在一無線裝置中操作，該無線裝置具有一用 線地存取一無線網路的網路界面模組及一電源，如一 組或類此者，其内貯存有限的能量。因為網路界面模 在其收發器被開啟之後會消耗掉大量的功率，所以藉 該網路界面模組置於一低功率狀態中是所想要的，發 及接收器在讓低功率狀態中是處於一減少功率消耗的 。本發明提供一功率管理計畫來作上述的事情。在參 2-6圖詳細地說明本發明之前，一可實施本發明的舉例 電裝置首先參照第1圖來加以描述。 本發明可被實施於一使用不同種類的機器，包括使用 -處理器執行的指令(如程式模組)之行動電話， ，無線監看裝置，以微處理器為基礎的可程式消費二 ，及類此者1系統中。大致上，程式模組包 殊工作或操作特殊的摘要f料種類的常式， 賢料結構。「程式」-詞包括-或多個程式模組。 5 1281110 第1圖顯示一用來實施本發明的一個實施例的舉例性 電腦裝置100。在最基本的架構中，該電腦裝置100包括至 少一處理單元1 02及一記憶體1 04。該記憶體1 04根據該電 腦装置的實際架構及種類而可以是揮發性（如RAM)，非揮 發性（如ROM，快閃記憶體，等等）或這兩種的組合。此最 基本的架構在第1圖中以虛線丨〇6標出。此外，裝置1 〇〇 亦可具有額外的特徵/功能。例如，裝置100亦可包括額外 ^ 的貯存裝置（可取下式及/或不可取下式），包括但不侷限於， 磁碟片或光碟片或磁帶。此等額外的貯存裝置在第1圖中 是以一可取下的貯存裝置108及一不可取下的貯存裝置110 來表示。電腦貯存媒體包括RAM，ROM，EEPROM，快閃 記憶體技術，CD-ROM，數位影音光碟（DVD)或其它光學的 或全像的碟片儲存，磁匣，磁帶，磁碟儲存或其它磁性儲 存裝置，或可被用來儲存所想要的資料且可被裝置i 〇〇所 存取之其它媒體。任何電腦貯存媒體都可以是裝置1 的 一部分。 ® 裝置1〇〇亦可包含一或多個通訊連線112其可讓該裝 置與其它裝置相溝通。該等通訊連線112為通訊媒體的一 個例子。通訊媒體典型地是以電腦可讀取的指令，資料結 構，程式模組或以模組化資料訊號形式呈現的其它資料， 如一載波或其它傳輸機制來體現且包括任何資訊輸送媒 體。”模組化的資料訊號，，一詞係指一訊號其具有一或多個特 性組或以該訊號中的編碼之訊的方式被改變。舉例而言， 通訊媒體包括有線媒體，如一有線網路或直接接線式的連 6 1281110 線，及無線媒體，如聲音，RF，紅外線及其它無線媒體。 如上所述的，本文中所用的電腦可讀取的媒體包括貯存媒 體及通訊媒體。

裝置100亦可具有一或多個輸入裝置114如鍵盤，滑 鼠，筆，聲音輸入裝置，觸控輸入裝置等等。一或多個輸 出裝置116如一顯示器，制u八，印表機，等亦可包括在該 裝置100内。所有這些裝置係此技藝中所習知的，因此將 不在本文中加以詳細說明。

裝置100被建構成一無線行動裝置。為此，裝置100 被提供一可攜式電源12〇，如一電池組，一燃料電池，或類 此者。該電源120提供該裝置1〇〇計算及無線資料傳輸所 需的電力。如第2圖所示，該無線電腦裝置100進一步包 含一網路界面模組2 0 1用來無線地與不同種類的無線網路 相溝通。該網路界面模組包括一收發器122，其被耦合至一 天線206用來將資料無線地傳送於一適當的頻道上。一接 收器126亦耦合至該天線206用來接收從網路傳送來的通 訊封包。該網路界面模組201及該天線206為第1圖中的 通訊連線1 1 2的一部分。在一實施例中，該網路界面模組2〇 1 使用透過1EEE802.U無線連線之無線組態（configuration)服 務來減輕網路構組，包括基礎設施網路及特設網路。一舉 例性的網路界面模組為PCMCIA無線卡。應被瞭解的是， 該網路界面模組的實體組態對於本發明而言並不是關鍵所 在。例如，該網路界面模組不一定要位在一分離的卡上且 可被包括在該電腦的主機板上或甚至可建構在處理器中。 7 1281110 該無線電腦裝置100經由該無線網路模組可與不同無 線網路種類相溝通。例如，在第2圖所示的環境中，該無 線裝置100可經由一存取點231而無線地連接至一基礎設 施網路23(^該無線裝置100亦可以是一點對點（peer-t〇_pa二 網路220(其亦被稱為一特設網路）的一部分，該網路包括其 它的無線裝置’如無線裝置221，222,及223。在連接至 基礎設施網路的存取點231或特設網路220上之前，該無 φ 線裝置100係藉由週期性地掃描該存取點或其它裝置傳送 出的探求訊號而處在搜尋連結的狀態中。 一網路驅動器208控制該網路界面模組2〇1的操作。 該網路驅動器208是該無線裝置的作業系統的一部分或是 在該無線裝置1 〇〇上運行的一可分離執行的程式。一舉例 性的網路驅動器為微軟公司的Windows Management

Instrument (WMI)。該網路驅動器208包括一電源管理器202 用來依據下文中所述的本發明來管理該網路界面模組的功 率消耗。一系統佇列205被用來存放來自於一使用210的 通訊封包’其在等待被該發射器丨2 2送出。該系統佇列亦 被用來存放接收器1 2 6接收到的封包。 該裝置100進一步包括一資料庫204用來存放傳輸統 §十負料’该等資料是被用在本發明的功率管理計畫用以決 定該網路界面模組的一目標閒置時間，這將於下文中詳細 說明。該佇列205及傳輸統計資料庫2〇4可位在第1圖所 示的記憶體104中，該可取下的貯存裝置1〇8中或該不可 取下的貯存裝置1 10中。在一實施例中，該傳輸統計資料 1281110 被該作業系統所保留，且計數可被設為物件辨識子其代表 在不同的到達率以及服務率時測得的資訊離散分布。 該電源管理器202的一猜測決定器2〇3使用猜測方法 來刀析在資料庫2〇4中之傳輸統計資料用以主出該無線傳 輸的歷史模式並作出電源管理決定。根據由該猜測決定器 203所作出的決定，該電源管理器2〇2動態地將該網路界面 模組201切換於該收發器被充電用以傳送封包的一高功率 φ 狀態與該收發器被關閉以節省能源的一低功率狀態之間。 如上文提及的，該網路界面模組2〇丨具有多個功率狀 癌’如一用來傳送或接收無線資料封包的高功率狀態，及 一低功率狀態。在低功率狀態中，該網路界面模組不是在 休眠模式就是被關掉。休眠模式與關機模式之間的選擇典 型地疋根據周圍環境來決定的。例如，如果一精巧的認證 機制’如IEEE802· 1χ，被使用的話，則該NIM將只會被置 於休眠模式中而已。相反地，在認證是很簡單或沒有認證 的地方，該NIM會被關掉以達到更高的能源節省。 φ 在光功率狀態中，因為發射器122被充電，所以會消 耗掉大量的電力。相反地，在低功率狀態中，該發射器及 接收器是在功率減少消耗狀態，可獲得一很大的功率消耗 降低結果。應將該網路界面模組20 1切換至高功率狀態或 是低功率狀態是要根據累積在該系統佇列中之傳輸資料量 來決定’用以避免在處理等待中的傳輸資料時有嚴重的遲 延發生。例如’當等待中的傳輸資料量很大時，該網路界 面模組應操作於高功率狀態中用以處理等待中的傳輸資 9 1281110 料。在另-方面，當等待中的傳輪資料量很小肖，該網路 界面模組可被允許休眠或被關掉以節省能源。為了要達到 有效率的能源使用，該網路界面模組201的功率狀態輪廓 應理想地依循該傳輸資料的隨時間產生的輪廓，其在真實 的應用中通常是具有隨機的特性但仍可以統計來加以預 估。 在此概念下，本發明提供一種功率管理計晝其使用歷 Φ 史的傳輸統計資料來分析到目前為止之該傳輸產生模式， 並使用該分析的結我來預測如果該網路界面模組被置於低 功率狀態下一段時間（被稱為「閒置時間」）的話會有多少沒 有被輸送的網路傳輸被累積。在處理累積的傳輸資料（即， 「傳輸壅塞」）時不會造成過度遲延的一目標閒置時間然後 被選定。 詳言之，當網路界面模組被置於低功率狀態下時被預 期會累積在該系統佇列中的未處理的傳輸資料量是用一數 學模式來加以預測的。該數學模式的參數是藉由分析該傳 # 輸統計資料而導出的。根據該數學模式及被導出的參數， 一計算被實施用以決定一目標閒置時間，在該時間内該被 預期的傳輸累積小於或等於一預定的門檻值。 該預定的門檻值代表因為將該發射器關掉而受到遲延 之傳輸量的一實際限制。該作業系統及應用程式在使用一 網路連線來傳送資訊時會具有緩衝器用來存放及保留該資 訊。該門檻值可加以選擇用以相應於最小的緩衝器大小， 這可避免在該無線卡的一預定的能源節省狀態下造成封包 10 1281110

如果所決定的閒置時間是無效的或是0的話，則該網 路界面模組20 1將保持在高功率狀態下，其為該網路界面 模組20 1的内定功率狀態。如果所決定的閒置時間是有效 的話，則該網路界面模組是否要被置於低功率狀態下達該 被計算的目標閒置時間長度是取決於該無線裝置是連接至 一基礎設施網路或連接至一特設網路上而定的。如果該無 線裝置1 〇〇是連接至基礎設施網路的存取點23 1的話，則 該電源管理器202將該網路界面模組20 1切換至低功率狀 態達該計算出來的閒置時間。在另一方面，如果該無線裝 置100是連接至該特設網路220的話，則該無線裝置100 將該計算出來的閒置時間播報至該特設網路22〇中，並傾 聽其它無線裝置223、222、223所播報出來的閒置時間。 在該特設網路中的每一無線裝置，包括無線裝置1 〇〇在内， 然後選擇最小的閒置時間值作為將被使用的閒置時間。 之後，該網路界面模組201被該電源管理器2〇2設定 至低功率狀態並保持在低功率狀態答該最小的閒置時間之 久。 有日f候該無線裝置 施網路的存取點或是連接至一特設網路中的另一裝置上 情況下，該無線裝置！ 〇〇會週期性地進入一掃描模式中 傾聽來自於其可能會連接的其它裝置的探求 久四應訊號 在一實施例中，該功率管理計晝界定一包括 ^從作用時期與 休眠時期的工作循環，兩個時期的總和等 — ^ ^ 固定的掃 時間，如IEEE802.1 1之無線組態服務所界定 1 4疋的知描時間 13 1281110 遂此能在I循％中，該網路界面模組201保持在該低功 拄嬙Γ寺貝該休眠時期之久’然後被切換至該高功率狀態 持續該作科期的長度，在料射其實施掃描。 、實施該功率管理計晝中，該無線裝置1 〇 〇可被模式 化成如第3a圖中所示的功率狀態機器·。該功率狀態機 器3〇〇包含兩個高功率狀態·· 「開」及「掃描」。該「開」

狀態301代表該網路界面模組2〇1(第2圖）在接收或傳送益 線資料封包時的狀態及「掃描」狀態302代表該網路界面 模、，在掃描連接至一網路時的狀態。除了高功率狀態之外， 該功率狀態機H 300進一步包括兩個低功率狀態：「打瞌 睡」及「關」I態。該「打瞌睡」狀態3〇4代表該網路界 面模組疋閒置時的狀態（即，沒有在傳送或接收通序資料）， 及該關」狀態303代表該網路界面模組被關掉的狀態。 該網路界面模組可轉換於這些功率狀態之間，且該猜測決 定器103決定是否要造成狀態的轉換。 在該系統啟動之後，該網路界面模組的内定狀態為 「開」狀態30 1。在此時，該無線裝置尚未連接至一網路。 該界面模組週期地（每一掃描時間長度Γ咖J進入「掃描」狀 態302且藉由送出依據IEEE8〇2u標準的探求訊號來掃插 網路。在無線裝置形成一無線網路連線之後，該猜測決定 器1〇3根據在資料庫2〇4内的傳輸統計資料週期地計算一 目標閒置時間。 如果該3十算出來的閒置時間是〇或一無效值的話，則 該網路界面模組201停留在，，開，，狀態301。如果該計算出來 14 1281110 的閒置時間是有效的值且該無線裝置蘭接至一基礎設施網 路的話，則該網路界面模組20 1會轉變至「打瞌睡」狀態304 並保持在該狀態持續該計算出來的閒置時間之久用以節省 電力。在閒置時間已到之後，該網路界面模組回到「開」 狀態3 0 1。在該間置時間期間，該網路界面模組會轉變至 「關」狀態3 0 3。當該間置時間已到時，該網路界面模組回 到「開」狀態301。 如上文中提及的，該間置時間是根據一數學模式計算 獲得的，該數學模式可預估該傳輸延遲量其為該間置時間 及被選定的傳輸延遲門檻值的函數。該計算出來的的閉置 時間可比IEEE802.il的無線組態服務所界定的掃描時間來 得長，其被顯示於第3b圖中，在第3b圖中，由一組虛線 所示的掃描線代表依據IEEE802.il的無線組態服務所界定 的掃描時間3 1 5。一間置時間3 1 3跟在一作用時間3丨丨後面， 及另一間置時間314跟在另一作用時間312之後。在作用 時間期間，網路界面模組是在一高功率狀態。在言置時間 期間，該網路界面模組是在低功率狀態。在所舉的例子中， 2置時間313延伸橫跨過掃描時間線。該閒置時間可小於 掃插時間長度，如閒置時間314,其是在一掃描時間之内。、 ^第4圖將該功率管理計畫的一實施例的步騾加以總結。 系網路界面模組的閒置時間被計算（步驟4〇丨）用以決定被預 期會造成等於一預先選定的門檻值之延遲傳輸資料量的間 置時間值。該計算出來的閒置時間的有效性被決定（步驟 〇2)。如果孩閒置時間為0的話，則該網路界面模組被設定 15 1281110 包括目前的到達率’服務率及在該系統仔列中的傳輸資料 數量在内的目前的傳輸統計分布資料並將收集到的分布資 料貯存在第2圖的資料庫204中來完成的。該間置時間Tidu 然後被提供作為一輸出且該計算處理被終止（步驟512)。以 上的公式被用來建立模式及模擬，且可被用作為設定最初 門檻值的工具。

如果閒置時間與作用時間的總合否超過了由 IEEE8 02.il的無線組態服務所界定的掃描時間的話，則其 代表在該系統佇列中的傳輸資料量在最近的未來都將會很 小且該網路界面模組將會打磕睡一段相對長的時間，該間 置時間的計算將會持續下去。該猜測決定器根據被模式化 的歷史上的分布資料來預估在該系統佇列Q中的傳輸資料 量（步驟506) 〇該傳輸資料具有兩個來源，一個是來自於該 播線裝置，以來代表，另一個是來自於另一無線裝置（如 一存取點或在一特設網路中的一無線裝置）的傳輸資料，其 以來代表。Nw可用以下的公式8來算出：

Nwc/=kp+ λ flve Tscan -β ave^on (式 8) 其中kp為在該無線裝置的系統佇列中的殘留傳輪資料數 量。λ ave 一項代表在掃描時間到達的平均傳輸資料數 量’及V —項代表經過該無線裝置處理且被送出之平 均傳輸資料數量。相同地，Nfl/7可用以下的公式9算出來： ^scan ^ ave ^ on (9) 其中以—項代表在掃描期間被其它無線裝置所處理 的平均傳輸資料數量，及λ T0rt —項代表在作用時間期間 18 1281110 到達其它無線裝置的平均傳輸資料量。這兩項的差值提供 被傳到該無線裝置之被期待的平均傳輸資料量。在該系統 佇列中之被預估的傳輸資料量可藉由將公式8及9結合來 表 7JT : Q一 —又 ave - + kp (10) 依據本發明，該網路界面模組可被設定在低功率狀態， 如果在該系統佇列中之被預估的延遲傳輸資料量很小的 φ 話。為此，一預先選定的傳輸門檻值ε被用來代表可被接 受之被延遲的傳輸資料量的上限。例如，該ε可被選定為 1 5 00位元。該被預估的傳輸資料量q在公式11中被設定為 等於ε ，閒置時間即可依據公式11及12計算獲得（步驟 507) 〇 Q= ^wd λ ave Ίidle - β ave Ίidle + kp= ε (11) ^idle =( £ " kp)/( λ ave - β ave) (12) 如果公式1 2無法獲得一正的T^/e解的話（步驟5 0 8)，則間 置時間設定為〇(步驟509)。在另一方面，一正的值代表一 φ 有效的間置時間。此網路傳輸分布資訊被更新（步驟5 1 1)。 該猜測決定器將該間置時間提供給該功率管理器（步驟 512)〇 如上文提及的，除了管理無線裝置連接至一網路時的 功率消耗之外，當該無線裝置尚未連接至一無線網路時， 該功率管理計畫亦週期性地將該無線網路界面模組置於低 功率狀態中。該功率管理的此一態樣現將參照第6a及6b 圖來說明。為了要降低該無線裝置在尚未連接至一網路時 19 1281110 該裝置的網路界面模組的功率消耗，該網路界面模 歷一工作循環，如第6a圖所示。該工作循環包括送 求訊號61 6 ’等待一等待時間R6丨4讓該網路界面模 該探求訊號的回應，及打瞌睡一間置時間長度617。 循環610的持續時間以d來表示。該等待時間具有 分，一往返時間長度RTT61 1及一隨機時間612。該 間6 1 5被隨機地選定用以避免該網力界面模組與其 界面模組同步。 參照第6b圖，為了要找到它可連接的一個網路 線裝置週期地送出一探求訊號（步驟（6〇1)其後接著一 間（步驛6 0 2)。在該等待時間中，該網路界面模組判 有來自於另一無線裝置的探求訊號或是有接收到對 出的該探求訊號的回應（步驟603)。被預估可如該閒 的函數般地被節省的功率將於下文中說明。該網路 組被置於打睹睡模式持序間置時間之久（步驟6 〇 5)。 該等待時間期間接收到另一無線裝置的探求訊號或 的話（步驟603)，則該無線裝置會連接至該網路（步驟 在此其況中，參照第4及5圖所說明的該功率管理 施用在該無線裝置上。 在下文中，將說明一種預估功率如閒置時間的 函數般地被節省的方法。假設一第一無線裝置是在 裝置的附近’且這兩個無線裝置想要藉由送出探求 與彼此相溝通^該第二無線裝置接收到由該第一無 送出的探求訊號的機率X可被表示為，其中 組會經 出一探 組等待 該工4乍 兩個部 閒置時 它無線 ’該無 等待時 斷是否 其所送 置時間 界面模 如果在 一回應 606) 〇 計畫被 長度的 一第線 訊遗來 線裝置 R為等 20 128111ο 待時間及D為工作循環的持續時 了貢野間，如第6a圖所示。 一無線裝置在等待時間R期„ Μ 弟 期間接收到由該第二無線裝 出的探求訊號的機率亦為Χ。鍊絲 _ ^ 然後’廷兩個無線裝置在一 包括了等待時間與打睦睡時間之工作循環期間接收到彼此 的探求訊號的機率可被表示為：1似)2。因此，這兩個盖 線裝置彼此相關連的平均工作循環數目Ν為· (二 X)2]。然後，這兩個無線裝置彼此相關連所需要的時間τ為·· T=NXD = D/[HR/D)2]。因為 D 被固定為 IEEE802 1 1 的無 線組態服務所界定的掃描時間，所以R被用來調整時間丁。 舉例而言，藉由將R選擇為2〇秒來將D設定成等於6〇秒 可節省約67°/❶的功率。 【圖式簡單說明】 隨附的巾請專利範圍載述了本發日月的特徵，而本發明 及其優點可從下面參照了附圖之詳細說明被最佳地瞭解， 其中： • 第1圖為一示意圖’其顯示一可實施本發明的一個實 施例之舉例性的電腦裝置的架構； 第2圖為一示意圖，其顯示一可實施本發明的功率管 理汁畫一個實施例之無線電腦裝置的舉例性操作環境； 第3a圖為—示意圖’其顯示—功率狀態機器其模擬 -可實施本發明的功率管理計畫一個實施例之無線電腦裝 置； 第3b圖為-時間軸線，其顯示該無線裝置之網路界面 21 1281110 模組的作用與閒置狀態的期間； 第4圖為一流程圖，其顯示為了管理在一連接至一存 取點或特設網路上之無線裝置中的功率消耗而被執行的步 驟； 第5圖為一流程圖，其顯示預估該無線裝置的網路界 面模組的閒置時間而被執行的步驟； 第6a圖為一時間軸線’其顯示操作該網路界面模組的 一工作循環，該界面模組在該工作循環中掃描來自於其它 無線襞置的探求訊號；及 第6b圖為一流程圖，其顯示自無線裝置連接至一 網路 $ # Α m ^ 刖用來管理該無線裝置的功率消耗的舉例性方法。

108 112 116 201 206 【元件代表符號簡單說明】 100電腦装置 104記憶體 可取下的貯存裝置 通訊連綠 輸出裝置 網路界面模組 天線 22Q點對點網路 231存取點 208網路驅動器 2〇5系統侍列 102 處理單元 106 虛線 110 不可取下的貯存裝置 114 輸入裝置 120 電源 122 發射器 126 接收器 230 基礎設施網路 221,222,223 無線裝置 202 電源管理器 210 使用者 22 1281110

204 資料庫 203 猜測決定器 300 功率狀態機器 301 「開」狀態 302 「掃描」狀態 303 「關」狀態 304 「打瞌睡」狀態 311 作用時間 312 另一作用時間 313 間置時間 314 另一間置時間 315 掃描時間 610 工作循環 612 隨機時間 614 等待期間R 615 間置時間 616 探求訊號 617 閒置期間

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Claims (1)

1. 1281110 拾、申請專利範圍 1. 一種管理一無線電腦裝置之功率消耗的方法，該無線電 腦裝置具有一網路界面模組用來傳送及接收無線網路通 訊資料，該方法至少包含以下的步驟： 分析傳輸之統計資料，用以導出一用來預估被延遲的 傳輸資料量模式的參數，該被延遲的傳輸資料量是在該 網路界面模組被置於一低功率狀態下時會如一時間函數 般地累積，該網路界面模組在該低功率狀態下時會停止 傳送網路通訊資料；及 根據具有被導出的參數之該模式，計算出該網路界面 模組的一目標閒置時間，其中將該網路界面模組置於該 低功率狀態下達該目標間置時間是由該模式所預測的， 用以得到小於或等於一預先選定的門檻值之被延遲的傳 輸資料量。 2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其更包含： 判斷該無線裝置是連接至一基礎設施網路的一存取 點；及 將該網路界面模組切換至該低功率狀態下並達該目 標閒置時間。 3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其更包含： 判斷該無線裝置是連接至一特設（ad hoc)無線網路； 將該目標間置時間播報至該特設無線網路中的其它 24 1281110 無線裝置； 接收在該特設無線網路中之其它無線裝置所計算及 播報的目標間置時間； 從播報出來的目標間置時間中選取一最小的時間，作 為孩特設無線網路中之該無線裝置的共同閒置時間；及 將該網路界面模組切換至該低功率狀態並達該共同 閒置時間。 4·如申請專利範圍第1項所述之方法，.其中用來預估被延 遲的傳輸資料量模式的參數包括一平均到達率及一平均 服務率’且其中分析該傳輸統計資料的步驟包括： 擴取該傳輸統計資料，該資料包括一組到達率紀錄， 一組服務率紀錄，及一組在該系統佇列中的傳輸資料數 量； 使用一第一分布函數來將到達率紀錄模式化，及使用 一第二分布函數來將服務率紀錄模式化；及 分別根據該第一及第二分布函數來導出該平均到達 率及該平均服務率。 Γ，其更包含藉由收| 新該傳輸統計資料。 如申請專利範圍第4項所述之方法 目前的到達率及目前的服務率來更读 其中該第一分布函 如申請專利範圍第4項所述之方法 數為/指數分布函數。 25 1281110 7. 如申請專利範圍第4項所述之方法，其中該第二分布函 數為一 Pareto分布函數。 8. 一種電腦可讀取的媒體，其具有電腦可執行的指令用來 實施管理一無線電腦裝置之功率消耗的步驟，該無線電 腦裝置具有一網路界面模組用來傳送及接收無線網路通 訊資料，該電腦可讀取的媒體至少包含： 分析傳輸之統計資料用以導出一用來預估被延遲的 傳輸資料量模式的參數，該被延遲的傳輸資料量是在該 網路界面模組被置於一低功率狀態下時會如一時間函數 般地累積，該網路界面模組在該低功率狀態下時會停止 傳送網路通訊資料；及 根據具有被導出參數之該模式，計算出該網路界面模 組的一目標間置時間，其中將該網路界面模組置於該低 功率狀態下達該目標間置時間是由該模式所預測的，用 以得到小於或等於一預先選定的門檻值之被延遲的傳輸 資料量。 9. 如申請專利範圍第8項所述之電腦可讀取的媒體，其更 包含用來實施以下步驟之電腦可執行的指令： 判斷該無線裝置是連接至一基礎設施網路的一存取 點；及 將該網路界面模組切換至該低功率狀態下並達該目 26 1281110 標閒置時間。 1 〇.如申請專利範圍第8項所述之電腦可讀取的媒體，其更 包含用來實施以下步驟之電腦可執行的指令： 判斷該無線裝置是連接至一特設（a d h 〇 c)無線網路； 將該目標間置時間播報直該特設無線網路中的其它 無線裝置； 接收在該特設無線網路中之其它無線裝置所計算及 播報的目標間置時間； 從播報出來的目標間置時間中選取一最小的時間，作 為該特設無線網路中之該無線裝置的共同間置時間；及 將該網路界面模組切換呈該低功率狀態並達該共同 閒置時間。 Π .如申請專利範圍第8項所述之電腦可讀取的媒體，其中 用來預估被延遲的傳輸資料量的模式的參數包括一平均 到達率及一平均服務率’且其中分析該傳輸統計資料的 步驟包括： ‘貝取戎傳輸統計資料，該資料包括一組到達率紀錄， 組服務率紀錄，及一組在該系統佇列中的傳輸資料數 量； 刀布函數來將到達率紀綠模式化，及 第二分布函數來將服務率紀錄模式化；及 分別根據該第一及第二分太τ批+ # ^ 弟一刀布函數來導出該平均到達 27 1281110 率及該平均服務率。 1 2.如申請專利範圍第1 1項所述之電腦可讀取的媒體，其更 包含藉由收集目前的到達率及目前的服務率來更新該傳 輸統計資料此一步驟之電腦可執行的指令。 1 3 .如申請專利範圍第1 1項所述之電腦可讀取的媒體，其中 該第一分布函數為一指數分布函數。 14.如申請專利範圍第1 1項所述之電腦可讀取的媒體，其中 該第二分布函數為一 Pareto分布函數。 1 5 . —種使用在一無線電腦裝置中之功率管理系統，該無線電 腦裝置具有一網路界面模組用來傳送及接收無線網路通 訊資料，該功率管理系統至少包含： 一傳輸統計資料庫，用來存放傳輸統計資料，其包括 一組到達率紀錄及一組服務率紀錄；及 一功率管理器，用來選擇性地將該網路界面模組設定 在一低功率狀態，該功率管理器具有一猜測決定器，用 來分析該傳輸統計資料用以導出一平均到達率及一平均 服務率，及根據該平均到達率及平均服務率計算出一目 標間置時間，該目標閒置時間被預估用以得到一被延遲 的網路傳輸資料量，其在該網路界面模組被置於該低功 率狀態下達該目標間置時間的時間長度時小於或等於一 28 1281110 預先選定的門檻值。 1 6.如申請專利範圍第1 5項所述之功率管理系統，其中該功 率管理器被程式化成可在該無線裝置被連接至一基礎設 施網路的存取點時’將該網路界面棱組切換至該低功率 狀態達該目標閒置時間之久。 1 7.如申請專利範圍第1 5項所述之功率管理系統，其中該功 率管理器被程式化成可實施以下的步驟： 判斷該無線裝置是連接至一特設（a d h 〇 c)無線網路； 將該目標閒置時間播報至該特設無線網路中的其它 無線裝置； 接收在該特設無線網路中之其它無線裝置所計算及 播報的目標閒置時間； 從播報出來的目標間置時間中選取一最小的時間，作 為該特設無線網路中之該無線裝置的共同閒置時間；及 將該網路界面模組切換至該低功率狀態並達該共同 間置時間之久。 1 8.如申請專利範圍第1 5項所述之功率管理系統，其中該猜 測決定器被程式化成可實施以下的步驟： 使用一第一分布函數來將該到達率紀錄模式化，及使 用一第二分布函數來將該服務率紀錄模式化；及 分別根據該第一及第二分布函數來導出該平均到達 29 1281110 率及遠平均服務率。 、 甘中該第 19·如申請專利範圍第！ 8項所述炙功率管理系統，，、 一分亦函數為一指數分赛濟數 , 甘中该第 2 〇 ·如申請專利範圍第1 8項所述 < 功率管理系統，具 二分布函數為一 Pareto分淖函數。 ,,, #中該功 2 1.如申請專利範圍第1 8項所述 < 功率管理系統，具 •4率及 率管理器被進一步程式化成可藉由收集目前的到 目前的服務率來更新該傳輸統計資料。 2 2. —種行動式電腦裝置，其至少包含： 一電源，用來供應該行動式電腦裝置電力； 一網路界面模組，用來傳送及接收無線網路通訊’ 一傳輸統計資料庫，用來存放傳輸統計資料其包括 組到達率紀綠及一組服務率紀綠；及 一功率管理器，用來選擇性地將該網路界面模組設定 在一低功率狀態以降低該電源的功率消耗，該功率管理 器具有一猜測決定器用來分析該傳輸統計資料用以導出 平均到達率及一平均服務率，及根據該平均到達率及 平均服務率計算出一目標間置時間，該目標間置時間被 -估用以得到一被延遲的網路傳輸資料量，其在該網路 面模組被置於該低功率狀態下達該目標閒置時間的時 30 1281110 間長度時小於或等於一預先選定的門檻值。 23 .如申請專利範圍第22項所述之行動式電腦裝置，其中該 電源包括一電池組。 24.如申請專利範圍第22項所述之行動式電腦裝置，其中該 電源為一燃料電池。 25 .如申請專利範圍第22項所述之行動式電腦裝置，其中該 功率管理器被程式化成可在該無線裝置被連接至一基礎 設施網路的存取點時，將該網路界面模組切換至該低功 率狀態達該目標閒置時間之久。 2 6.如申請專利範圍第22項所述之行動式電腦裝置，其中該 功率管理器被程式化成可實施以下的步驟： 判斷該無線裝置是連接至一特設（a d h 〇 c)無線網路； 將該目標間置時間播報至該特設無線網路中的其它 無線裝置； 接收在該特設無線網路中之其它無線裝置所計算及 播報的目標閒置時間； 從播報出來的目標閒置時間中選取一最小的作為該 特設無線網路中之該無線裝置的共同閒置時間；及 將該網路界面模組切換至該低功率狀態達該共同閒 置時間之久。 31