信道感知任務(wù)調(diào)度的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]實(shí)施例通常涉及計(jì)算平臺中的功率管理。更具體地，實(shí)施例涉及信道感知任務(wù)調(diào)度來改進(jìn)能量效率。
【背景技術(shù)】
[0002]在無線環(huán)境中，很多因素可有助于無線信道的狀況。例如，相鄰平臺之間的同信道干擾、信道接入爭用以及由于用戶移動性引起的信道衰落都可影響無線信道狀況。當(dāng)信道狀況惡化時(shí)，給定平臺的網(wǎng)絡(luò)接口控制器(NIC)可以更高傳送功率操作以便補(bǔ)償差的狀況。即使具有更高傳送功率，NIC可遭受更低的吞吐量和頻繁重傳，這又可以導(dǎo)致在平臺上運(yùn)行的應(yīng)用在長得多的時(shí)間內(nèi)完成通信相關(guān)的任務(wù)。更長的任務(wù)完成時(shí)間和應(yīng)用運(yùn)行時(shí)間可將平臺和/或NIC的輸入延遲到低功率狀態(tài)，其中延遲的輸入可最終導(dǎo)致更高的平臺能量消耗。
【附圖說明】
[0003]通過閱讀下文的說明書和所附的權(quán)利要求，并且通過參考附圖，本發(fā)明的實(shí)施例的各種優(yōu)點(diǎn)對本領(lǐng)域的技術(shù)人員將變得明顯，其中:
圖1是根據(jù)實(shí)施例的任務(wù)調(diào)度架構(gòu)的示例的框圖；
圖2是根據(jù)實(shí)施例的調(diào)度任務(wù)的方法的示例的流程圖；以及圖3是根據(jù)實(shí)施例的移動平臺的示例的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0004]圖1示出任務(wù)調(diào)度架構(gòu)10，其中應(yīng)用層12生成涉及經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)接口控制器(NIC)16在無線信道上的通信的任務(wù)14。例如，應(yīng)用層12可包含文件同步應(yīng)用、備份應(yīng)用、周期性電子郵件更新應(yīng)用等。任務(wù)14可因此包含數(shù)據(jù)、命令等等的傳送和/或接收，其中任務(wù)調(diào)度器18可用于調(diào)度任務(wù)14用于在無線信道上的通信。在圖示的示例中，應(yīng)用接口 20確定任務(wù)14的服務(wù)質(zhì)量(QoS)信息22并且預(yù)測模塊24確定正被討論的無線信道的狀況預(yù)測26。一般而言，調(diào)度器18可至少部分基于QoS信息22和狀況預(yù)測26來調(diào)度任務(wù)14用于在無線信道上的通信，其中任務(wù)14的調(diào)度可通過將調(diào)度決定28發(fā)布到與平臺關(guān)聯(lián)的應(yīng)用層12和/或操作系統(tǒng)(OS) 30來實(shí)現(xiàn)。
[0005]如將更詳細(xì)地討論的，使用狀況預(yù)測26來發(fā)布調(diào)度決定28可以使任務(wù)調(diào)度器18能選擇性地施加延遲，使得當(dāng)信道狀況相對良好時(shí)可完成任務(wù)14。特別注意的是延遲任務(wù)14直到信道狀況相對良好可以使任務(wù)14能更快速地完成，這可又允許更深的睡眠狀態(tài)、更大的功率節(jié)約和更長的電池壽命。在圖示的示例中，預(yù)測模塊24接收來自NIC 16的信號信息32和來自一個(gè)或多個(gè)傳感器36的移動性信息34，其中狀況預(yù)測26是基于移動性信息34和信號信息32來確定。
[0006]例如，信號信息32可包含信噪比(SNR)信息、接收信號強(qiáng)度(RSS)信息、擁塞級別信息、波動級別信息以及指示實(shí)際信道狀況的其它數(shù)據(jù)。例如，相對低的SNR和/或RSS可指示可導(dǎo)致分組丟失的差的信道狀況。類似地，相對高的擁塞級別(例如，爭奪信道的傳送器/接收器的增長的數(shù)量)和/或波動級別(例如，信道吞吐量和/或質(zhì)量中增長的變化性)可指示差的信道狀況。
[0007]此外，例如，移動性信息34可包含加速度計(jì)數(shù)據(jù)、羅盤數(shù)據(jù)以及指示包含架構(gòu)10的平臺的運(yùn)動的其它數(shù)據(jù)，其中這樣的運(yùn)動可以影響(例如，負(fù)面地或正面地)信道狀況。因此，信號信息32可便于過去和當(dāng)前的信道狀況的確定，而移動性信息34可使得能夠?qū)ξ磥硇诺罓顩r做出推斷。預(yù)測模塊24還可使用平滑技術(shù)來過濾掉短期振蕩并且平均地獲得狀況預(yù)測26。狀況預(yù)測26可因此構(gòu)成使任務(wù)調(diào)度18能作出信道感知決定的無線信道狀況的魯棒評估。
[0008]QoS信息22可使任務(wù)調(diào)度器18能另外確保滿足某些約束(例如，等待時(shí)間約束)。例如，如果狀況預(yù)測26指示無線信道的吞吐量低于特定閾值，可以將延遲施加在與任務(wù)14關(guān)聯(lián)的通信上，但是可以使施加的任何延遲遵守QoS等待時(shí)間約束。實(shí)際上，如果任務(wù)14是緊急的，則可以完全忽視狀況預(yù)測26，而任務(wù)14被調(diào)度用于立即處理?；谂c任務(wù)14關(guān)聯(lián)的應(yīng)用的類型，QoS信息22還可合并以前的信息。例如，備份服務(wù)或周期性電子郵件更新類型的應(yīng)用可能夠容許相對更高的延遲而沒有妥協(xié)用戶體驗(yàn)，然而由于它們的時(shí)間敏感和交互性質(zhì)，在線流播或web瀏覽應(yīng)用可能不太容許等待時(shí)間。
[0009]圖示的架構(gòu)10也包含適配模塊38，其配置為經(jīng)由NIC 16在通信期間進(jìn)行無線信道的速率適配和/或功率適配。例如，信道感知速率適配解決方案可使用由無線卡收集的信號強(qiáng)度測量來幫助選擇傳送速率。此外，可運(yùn)用信道互易性來獲得信道信息，使得信息可用于傳送器而沒有招致RTS/CTS (請求發(fā)送/清除發(fā)送)開銷。此外，在每個(gè)數(shù)據(jù)傳送之前，功率適配解決方案可執(zhí)行RTS/CTS幀交換，并且然后選擇用于后續(xù)數(shù)據(jù)幀傳送的PHY(物理層)模式和傳送功率級別的最能量有效的組合以便節(jié)約能量。還可使用其它這樣的“微級別”速率和/或功率適配技術(shù)。適配模塊38可因此進(jìn)一步改進(jìn)能量效率來超過由圖示的預(yù)測模塊24和任務(wù)調(diào)度器18提供的效率。
[0010]圖2示出調(diào)度任務(wù)的方法40。方法40可實(shí)現(xiàn)為邏輯指令集，其存儲在機(jī)器或計(jì)算機(jī)可讀存儲媒體(例如，隨機(jī)存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(R0M)、可編程ROM (PR0M)、固件、閃速存儲器等)中、在可配置的邏輯(例如，可編程邏輯陣列(PLA)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、復(fù)雜可編程邏輯裝置(CPLD))中、在使用電路技術(shù)(例如，專用集成電路(ASIC)、互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)或晶體管-晶體管邏輯(TTL)技術(shù)或任何其組合)的固定功能性邏輯硬件中。例如，實(shí)現(xiàn)在方法40中示出的操作的計(jì)算機(jī)程序代碼可用一個(gè)或多個(gè)編程語言的任何組合來寫，包含面向?qū)ο蟮木幊陶Z言(例如，Java、Smalltalk、C++等)和傳統(tǒng)的過程編程語言(例如，“C”編程語言或類似編程語言)。
[0011]提供圖示的處理框42用于接收任務(wù)請求，其中可在框44處獲得用于任務(wù)請求的QoS信息。如已經(jīng)指出的，任務(wù)請求可涉及用于應(yīng)用(例如，文件同步應(yīng)用、備份應(yīng)用、周期性電子郵件更新應(yīng)用或能夠容許延遲而沒有對用戶體驗(yàn)產(chǎn)生負(fù)面影響的其它“后臺”應(yīng)用)的無線通信(例如，傳送和/或接收)。在框46處可作出關(guān)于以下的確定:QoS信息是否指示任務(wù)請求是緊急的。如果是，則在框48處可立即地調(diào)度任務(wù)用于在無線信道上的通信，這還可提供在微級別處的速率和/或功率適配，如已經(jīng)討論的。否則，圖示的框50設(shè)置QoS定時(shí)器并且獲得信道狀況預(yù)測。如已經(jīng)指出的，信道狀況預(yù)測可考慮多種因素，例如，平臺移動性、SNR、RSS、擁塞級別信息、波動級別信息等等。
[0012]在框52處可作出關(guān)于信道狀況是否是相對良好(例如，無線信道的吞吐量高于特定閾值)的確定。如果是，則在框48處可調(diào)度任務(wù)用于在無線信道上的通信。否則，圖示的框54確定QoS定時(shí)器是否期滿。如果QoS定時(shí)器期滿，則在框48處可調(diào)度任務(wù)用于在無線信道上的通信。如果QoS定時(shí)器沒有期滿，則在框56處可將延遲施加在任務(wù)相關(guān)的通信中。雖然未明確示出，但是如果確定信道狀況已經(jīng)惡化，則還可停止通信(例如，在傳送和/或接收的中間)，其中當(dāng)信道狀況改進(jìn)時(shí)可重新開始通信。此外，取決于情況(例如，跳頻)，圖示的解決方案可應(yīng)用于一個(gè)或多個(gè)無線信道。
[0013]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖3，示出移動平臺60。平臺60可以是移動裝置的一部分，移動裝置具有計(jì)算功能性(例如，個(gè)人數(shù)字助理/PDA、膝上型設(shè)備、智能平板計(jì)算機(jī))、通信功能性(例如，無線智能電話)、成像功能性、媒體播放功能性(例如，智能電視/TV)或其任何組合(例如，移動因特網(wǎng)裝置/MID)。在圖示的示例中，平臺60包含電池62、處理器64、集成存儲器控制器(IMC) 66、輸入輸出(1)模塊68、系統(tǒng)存儲器70、網(wǎng)絡(luò)控制器(例如，網(wǎng)絡(luò)接口控制器/NIC)72、音頻1裝置74、一個(gè)或多個(gè)移動性傳感器(例如，加速度計(jì)、陀螺儀、羅盤)76和固態(tài)盤(SSD) 78?；谛阅芎?或功率管理考慮，可包含具有一個(gè)或若干處理器核心80的核心區(qū)域的處理器64可使用功率管理單元(PMU)81來將其核心80和其它平臺部件放置到一個(gè)或多個(gè)活動狀態(tài)和/或睡眠(例如，低功率)狀態(tài)。
[0014]圖示的1模塊68 (有時(shí)被稱作為芯片組的南橋或南復(fù)合體(south complex))用作主控制器并且與網(wǎng)絡(luò)控制器72通信，它可以提供用于各種目的的平臺外的通信功能性，例如，蜂窩電話(例如，W-CDMA (UMTS)XDMA 2000 (IS-856/IS-2000)等)、WiFi (無線保真，例如，電氣與電子工程師協(xié)會/IEEE 802.11-2007、無線局域網(wǎng)/LAN媒體接入控制(MAC)和PHY規(guī)范)、4G LTE (第四代長期演進(jìn))、藍(lán)牙(例如，IEEE 802.15.1-2005，無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò))、WiMax (例如，IEEE 802.16-2004，LAN/MAN寬帶無線LAN)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、擴(kuò)展頻譜(例如，900 MHz)以及其它射頻(RF)電話目的。1模塊68還可包含一個(gè)或多個(gè)無線硬件電路塊來支持這樣的功能性。雖然處理器64和1模塊68被圖示為單獨(dú)的塊，但是處理器64和1模塊68可實(shí)現(xiàn)為在相同半導(dǎo)體管芯上的片上系統(tǒng)(SoC)。
[0015]處理器64的圖示的核心80配置為執(zhí)行信道感知邏輯82，信道感知邏輯82可確定與在平臺60上執(zhí)行的應(yīng)用關(guān)聯(lián)的任務(wù)的QoS信息，確定平臺60的無線信道的狀況預(yù)測，以及至少部分基于QoS信息和狀況預(yù)測來調(diào)度任務(wù)用于在無線信道上的通信。在一個(gè)示例中，調(diào)度任務(wù)包含:如果狀況預(yù)測指示無線信道的吞吐量低于閾值并且延遲遵守QoS信息的等待時(shí)間約束，則在通信中施加延遲。因此，信道感知邏輯82可實(shí)現(xiàn)用于應(yīng)用(例如，文件同步應(yīng)用、備份應(yīng)用、周期性電子郵件更新應(yīng)用以及能夠容許延遲而沒有妥協(xié)用戶體驗(yàn)的其它后臺應(yīng)用)的任務(wù)調(diào)度器18和預(yù)測模塊24 (圖1)。
[0016]因此，本文描述的技術(shù)可監(jiān)測并且預(yù)測在運(yùn)行時(shí)間處的信道狀況，并且基于信道狀況和QoS約束來調(diào)度應(yīng)用的文件同步類型。這樣的方式可特別地有利于多于幾毫秒(例如，比微級別的適配時(shí)間段更長)的持久型的信道狀況。此外，當(dāng)信道狀況相對良好時(shí)，可以通過投機(jī)地調(diào)度任務(wù)來最大化能量節(jié)約，因此快速地完成任務(wù)并且使平臺和/或網(wǎng)絡(luò)控制器能進(jìn)入更深的低功率狀態(tài)。因此，可優(yōu)化平臺能量效率而沒有對用戶體驗(yàn)產(chǎn)生負(fù)面影響。這樣的解決方案可在設(shè)置中特別地有利，其中移動平臺用戶在云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施和/或本地網(wǎng)