基于模型擬合的智能手機功耗評估方法
【專利摘要】基于模型擬合的智能手機功耗評估方法，1、獲取智能手機的參數(shù)，選取CPU、內(nèi)存RAM、屏幕、WiFi、Phone、3G、SD卡和Audio音頻模塊的參數(shù)作為模型的輸入變量；2、對存在尾功耗的硬件WiFi、3G和Phone，進行尾功耗處理，即可得出硬件WiFi、3G和Phone在三個時間段內(nèi)對應(yīng)的尾功耗值；3、將步驟1獲取的智能手機參數(shù)輸入到模型擬合工具SPSS中，根據(jù)擬合結(jié)果的各項參數(shù)得出擬合方程，即基于硬件使用率的智能手機功耗模型，在基于硬件使用率的智能手機功耗模型的基礎(chǔ)上，加入硬件WiFi、3G和Phone在三個時間段內(nèi)對應(yīng)的尾功耗值，即可得到智能手機功耗模型utDPM；能夠讓智能手機用戶在不借助外接測量設(shè)備的情況下，依靠智能手機功耗模型，實時的獲取比較精確的評估功耗值。
【專利說明】基于模型擬合的智能手機功耗評估方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于智能手機功耗監(jiān)測優(yōu)化領(lǐng)域，具體涉及一種基于模型擬合的智能手機功耗評估方法。
【背景技術(shù)】
[0002]根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心(IDC) 2013年2月14日公布的全球智能手機市場調(diào)查報告得知，在2012年Q4季度全球范圍內(nèi)智能手機占據(jù)了手機出貨量的41.2%，其中搭載Android系統(tǒng)的智能手機占據(jù)了智能手機市場70.1%的市場份額，智能手機的時代已經(jīng)來臨。智能手機因其強大的功能、豐富的應(yīng)用、良好的用戶體驗而占據(jù)了移動終端市場的主導(dǎo)地位。但是智能手機的功耗問題卻日益突出，例如手機待機時間短、續(xù)航能力差、不規(guī)范編程行為造成的功耗損失等，成為阻礙智能手機應(yīng)用深入推廣和產(chǎn)業(yè)進一步發(fā)展的障礙。為了優(yōu)化智能手機功耗，對智能手機功耗模型的研究逐漸成為學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的研究熱點。
[0003]智能手機平臺上的硬件使用率功耗模型來源于個人計算機平臺。研究人員首先通過運行在目標設(shè)備上的程序，周期性地記錄CPU，內(nèi)存，磁盤等硬件設(shè)備的使用率，借助外接在智能手機上的恒壓電源獲取設(shè)備的實時功耗值，最后將智能手機的實時功耗和硬件使用率數(shù)據(jù)輸入模型擬合工具，通過多組數(shù)據(jù)的訓(xùn)練，建立起硬件使用率和智能手機功耗值之間的函數(shù)關(guān)系。
[0004]然而，隨著硬件設(shè)備制造工藝的改進、硬件驅(qū)動程序中功耗管理模塊的日益優(yōu)化，基于硬件使用率功耗模型的誤差率越來越高。首先，不是所有的硬件設(shè)備都存在可量化的使用率，比如智能手機上的GPS設(shè)備、攝像頭設(shè)備。這種類型的設(shè)備不會接收發(fā)送數(shù)據(jù)，只是簡單地改變自身狀態(tài)(打開設(shè)備、關(guān)閉設(shè)備)；其次，智能手機上的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備存在“尾功耗”現(xiàn)象。“尾功耗”是指硬件設(shè)備關(guān)閉之后，智能手機電源模塊對該設(shè)備的供電依然保持延時的高電平效應(yīng)，不能立刻降低。因此單純依靠硬件設(shè)備使用率抽象出的智能手機功耗模型必然存在較大的誤差；再次，不是所有硬件設(shè)備使用率的變化都會導(dǎo)致硬件設(shè)備狀態(tài)的改變。移動終端設(shè)備(Android，IOS等)具有移動設(shè)備獨有的特性，智能手機的3G、WiFi等硬件模塊存在嚴重的供電延遲現(xiàn)象，即尾功耗。依次在基于硬件使用率的基礎(chǔ)之上引入“尾功耗”這一因素能夠提高智能手機功耗模型的精確度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于模型擬合的智能手機功耗評估方法，能夠讓智能手機用戶在不借助外接測量設(shè)備的情況下，依靠智能手機功耗模型，實時的獲取比較精確的評估功耗值。
[0006]為達到以上目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0007]基于模型擬合的智能手機功耗評估方法，包括如下步驟:
[0008]步驟1:獲取智能手機的參數(shù)，選取CPU、內(nèi)存RAM、屏幕、WiF1、Phone、3G、SD卡和Audio音頻模塊的參數(shù)作為模型的輸入變量,所述參數(shù)具體見表I所示:[0009]表I
[0010]
【權(quán)利要求】
1.基于模型擬合的智能手機功耗評估方法，其特征在于:包括如下步驟: 步驟1:獲取智能手機的參數(shù)，選取CPU、內(nèi)存RAM、屏幕、WiF1、Phone、3G、SD卡和Audio音頻模塊的參數(shù)作為模型的輸入變量，所述參數(shù)具體見表I所示: 表I 變量名稱參數(shù)名稱參數(shù)說明—CPUFrequency、Usage獲取 CPU 頻率、使用率內(nèi)存TotaIRam、AvaiIabIeRam、Usage 獲取內(nèi)存大小、使用率辦姑Brightness、IsOn獲取屏幕亮度值
WiFiState、WiFiRss1、WiFiLinkSpeed、,,、，WiFi K獲取WiFi狀態(tài)、使用率

WiFi—TrafficPhone P3Motptp P3Iieinn3I纖ffii舌絲’艮P呼叫、 Pjlone CaIIState、CaIISignaI被叫或彳寺機,,.IsHeadv MusicVolume、VoiceCaIIVoI丄 1(_ [t,.απ ,Audio獲取首頻狀態(tài)，即首量`

ume獲取3G模塊狀態(tài)，即發(fā)送30|S3G、3G_Traffic、3GHasTraffic 速率、3G 模塊是否啟用、___3G流量是否啟用….TotaIB1ck, AvaiIabIeB1ck, SDCard,.1ln/*m古SD卡犾取SD卡狀態(tài)，即使用率

Usage 步驟2:對存在尾功耗的硬件WiF1、3G和Phone，進行尾功耗處理:分別對硬件WiF1、3G和Phone采集五組實測功耗值，然后將硬件WiF1、3G和Phone關(guān)閉之后3秒內(nèi)的功耗數(shù)據(jù)截取出來，隨后分別計算其每一秒內(nèi)功耗值的均值，即可得出硬件WiF1、3G和Phone在三個時間段內(nèi)對應(yīng)的尾功耗值； 步驟3:將步驟I獲取的智能手機參數(shù)輸入到模型擬合工具SPSS中，具體擬合過程為:將步驟I獲取的智能手機參數(shù)和利用外接電源測得的智能手機的所有硬件的實時總功耗值讀入模型擬合工具SPSS中，選擇線性回歸作為分析回歸類型，設(shè)定自變量和因變量，SP可得出模型擬合結(jié)果；根據(jù)擬合結(jié)果得出擬合方程，即基于硬件使用率的智能手機功耗模型，在基于硬件使用率的智能手機功耗模型的基礎(chǔ)上，加入硬件WiF1、3G和Phone在三個時間段內(nèi)對應(yīng)的尾功耗值，即可得到智能手機功耗模型UtDPM ;所述智能手機功耗模型UtDPM如式(I)所示:
Pij= a ijXCj+ β ijXdj (I) 式中:PU表示功耗測量樣本中第i個樣本的第j個硬件設(shè)備所消耗的功率，a ,j表示第i個樣本的第j個硬件設(shè)備的使用率，β 表示硬件WiF1、3G和Phone的尾功耗情況，Cj表示第i個樣本的第j個硬件設(shè)備使用率的系數(shù)，Cli表示硬件WiF1、3G和Phone的尾功耗的系數(shù)；樣本指的是每一次的測量，樣本中包含的數(shù)據(jù)就是模型的所有輸入變量對應(yīng)的具體數(shù)值； 第i個樣本消耗的全部功耗如式(2)所示:
Pi = k+ (pi0+pn+—+pin)
=k+ (( a i0 X c0+ β i0 X d0)
+ ( α η X C1+ β η X (I1)
+...+ (ainx Cn+^inXdn)) (2) 令 Xi = ( α ?Ο.α --,…，α in)，= ( β id，β π,…，β J，C = (。0，。1，…，Cn)' d =(d0, Cl1，…，dn)T，則式(2)可歸納為式(3): Pi = k+XjXc+YjXd (3) 式(2)和式(3)中，Pi表示功耗測量樣本中第i個樣本的總功耗，k是常量，代表系統(tǒng)的基礎(chǔ)功耗，pi(l，ρη，…Pin表不第i個樣本的第O, I,…，η個硬件設(shè)備所消耗的功率，a i(l，αη，…a in表示第i個樣本的第0，1，…,η個硬件設(shè)備的使用率或狀態(tài)值，β i(l，β η，…β in表示第i個樣本的第0，1，...，]!個硬件設(shè)備的尾功耗值，Ctl, C1,...,&表示第i個樣本的第0，1，…，η個硬件設(shè)備使用率的相關(guān)系數(shù)，C^d1,…，dn表示第i個樣本的第0，·1，…，η個硬件設(shè)備尾功耗的相關(guān)系數(shù)，Xi表示第i個樣本所有硬件設(shè)備的使用率或狀態(tài)值的向量，Yi表示第i個樣本的所有硬件設(shè)備的功耗延遲情況的向量，c表示第i個樣本的所有硬件設(shè)備使用率的相關(guān)系數(shù)的向量的轉(zhuǎn)置，d表示第i個樣本的所有硬件設(shè)備尾功耗的相關(guān)系數(shù)的向量的轉(zhuǎn)置； 以tm為采樣周期，采集m個樣本的功耗公式如式(4)所示:
【文檔編號】H04W24/02GK103428320SQ201310373880
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2013年8月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月23日
【發(fā)明者】呂勇強, 史元春, 楊維康, 陳康, 李建州, 蘇靜芳 申請人:清華大學(xué)