本发明涉及一种用于对移动设备中的功耗进行优化的系统和方法。更具体地,本发明涉及通过减少处理器周期的数量以增加在语音呼叫方面的通话时间来优化移动设备中的功耗。
背景技术:
无线通信设备可以按功能分为:语音设备,如蜂窝电话;以及数据设备,如pda或带有无线接口的便携式计算机。最近的进展还包括许多智能便携式无线设备,它们可以处理语音和数据两者,并且通常具有广泛的功能能力。
这样的无线通信设备是便携式的,因此,它们通常依赖于电池。更广泛的功能能力可能导致功率需求的增加,此外,电池功率的消耗率可能会根据所执行的功能类型和这些功能的使用频率而有很大差异。
另外,无线手机被设计成多模式电话来操作。根据操作模式的不同,所消耗的电池功率可能会有很大的变化。
使功耗最小化和/或改善用户设备(ue)设备中的数据速率和用户体验对于所有无线通信系统都是重要的。随着ue设备变得越来越复杂,它们消耗的功率量越来越多。ue设备的车载电池容量有限。因此,在有限的电池的约束下,存在获得最佳用户体验的问题。
美国专利文件us8073498b2题为“methodofoptimizingpowerconsumptioninawirelessdevice(优化无线设备中功耗的方法)”,公开了一种用于操作无线通信设备的方法和装置。该方法包括以下步骤:提供由用户携带并一起作为无线通信模块来操作的多个电池供电模块,检测多个模块中的第一模块的电池备用功率水平,以及基于所检测的电池储备功率将处理功能从多个模块中的第一模块转移到多个模块中的第二模块。然而,该方法没有公开用于改善移动设备的通话时间的技术。
美国专利文件us7508169b2题为“systemandmethodforpowerconsumptionmanagementduringoperationofanelectronicdevice(电子设备运行过程中的功耗管理系统和方法)”,公开了一种电池驱动的电子设备,它在不同的模式下工作具有相关的功耗。该设备包括数据呈现功能和功耗检测功能,以基于所确立的当前功耗来确立当前功耗。通过检测和呈现与当前功耗有关的数据,而不是预先确定的预期使用方式,如通话模式或待机模式,可以给设备的用户提供更好的控制,以便该设备可以运行以延长电池寿命。然而,该方法没有公开用于改善移动设备的通话时间的技术。
因此,需要以有效方式优化移动设备中的功耗的系统和方法。
技术实现要素:
本发明克服了现有技术中的缺点,并提供一种用于对移动装置中的功耗进行优化的系统和方法。
该系统包括接收输入语音并将语音转换为电信号的麦克风。该麦克风放置在移动设备内部。抗混叠滤波器(aaf)从麦克风接收信号并将信号传输到adc转换器。抗混叠滤波器被配置成对信号的高于奈奎斯特(nyquist)频率的分量进行滤波,以防止在采样阶段发生混叠。
在本发明的实施例中,语音编解码器(codec)编码器模块设置在发送端。语音编解码器编码器模块配置成对信号进行压缩/编码,以便通过无线信道进行有效传输。在语音编解码器编码器模块中,在语音编码期间,减少了cpu/dsp/vliw处理器周期的数量,以使移动设备汲取较少的功率。然后,将经编码的信号在传输到网络之前进行信道编码。
该系统还包括设置在接收端的语音编解码器解码器模块。语音编解码器解码器模块被配置为对从信道编解码器解码器接收的经压缩的信号进行解压缩/解码。在语音编解码器解码器模块中,在语音解码期间,减少了cpu/dsp/vliw处理器周期的数量,以使移动设备汲取较少的功率。
此外,语音接收器被配置为从dac接收经解码的语音。dac发送从语音编解码器解码器接收的经解码的语音。
因此,本发明还提供了在移动设备中改善在语音呼叫方面的功耗的方法。本方法使在语音呼叫方面的电流消耗节省了33%。
通话时间通过减少功耗而增加,从而减少热方面并且延长电池寿命。
附图说明
当结合附图阅读时,实施例的前述特征和其他特征将根据以下对实施例的详细描述而变得更加明显。在附图中,相同的附图标记指代相同的元素。
图1示出了根据本发明的实施例的用于对移动设备中的功耗进行优化的系统的框图。
图2示出了根据本发明的实施例的用于对移动设备中的功耗进行优化的方法。
具体实施方式
现在将详细参考本主题的描述,其一个或更多个示例在附图中示出。每个示例的提供是为了解释主题而不是限制。对于本发明所属领域的技术人员而言明显的各种变化和修改被认为在本发明的精神、范围和构思之内。
为了更清楚和简明地描述和指出所要求保护的发明的主题,为特定术语提供了以下定义,这些定义在以下书面描述中使用。
术语“通话时间(talktime)”是指移动电话/移动设备在使用中处理呼叫的时间,尤其是作为电话的/移动设备的电池持续时间的量度。
本发明提供一种用于对移动设备中的功耗进行优化的系统和方法。该系统包括麦克风、抗混叠滤波器、语音编解码器编码器、adc、语音编解码器解码器、语音编解码器解码器和语音接收器。在语音编解码器(编码器和解码器)模块中的处理器周期的显着减少,能够使得减少在通话时间中的功耗。该系统提供了一种通过减少移动设备中的处理器周期的数量来优化功耗的简单方法。
图1示出了根据本发明的实施例的用于对移动设备中的功耗进行优化的系统的框图。在优选实施例中,该系统包括与移动设备耦接的麦克风(101)。麦克风(101)被配置为接收输入语音并将语音转换成电信号。抗混叠滤波器(aaf)(102)被配置为对语音信号的高于奈奎斯特频率的分量进行滤波,以防止在采样阶段发生混叠。aaf(102)从麦克风(101)接收语音信号并将信号发送到模数转换器(adc)(103)。
adc(103)从aaf(102)接收语音信号并转换成数字信号以进行进一步处理。通常,adc将连续时间和连续振幅的模拟信号转换为离散时间和离散振幅的数字信号。此外,adc不是连续地执行转换,而是周期性执行转换,对输入进行采样,从而限制输入信号的允许带宽。
语音编解码器编码器模块(104)设置于发送端。该语音编解码器编码器模块配置成对运行在cpu/dsp/vliw处理器上的语音信号进行压缩/编码,以便通过无线信道进行有效传输。在语音编解码器编码器模块(104)中,在语音信号的编码期间,cpu/dsp/vliw处理器周期的数量被显著减少。处理器周期的减少导致移动设备汲取较少的功率。经编码的信号在信道编解码器编码器(105)之后通过传输网络(106)发送。然后,将经编码的信号通过传输网络发送。
此外,语音编解码器解码器模块(108)设置于接收端。语音编解码器解码器模块(108)被配置成对从信道编解码器解码器(107)接收的经压缩的语音信号(在cpu/dsp/vliw处理器上运行)进行解压缩/解码。在语音编解码器解码器模块(108)中,用来对经压缩的语音信号进行解码的cpu/dsp/vliw处理器周期的数量被显着减少,这导致移动设备的功耗降低。
在本发明的实施例中,编码器/解码器状态变量与语音编解码器模块(104、108)的信号处理链通信地耦接。编解码器模块中涉及的信号处理功能具有跨语音帧边界使用的编码器/解码器状态变量参数。在许多信号处理功能中,语音数据是左对齐的13位,从而提供足够自由度以关闭饱和。如果状态变量检测到精确的位,则关闭饱和。在其他地方,饱和得以保持。以上练习仅在循环代码中执行。循环代码可以包括但不限于for循环、while循环、dowhile循环等。
编码器/解码器状态变量参数被配置成:在功率优化期间,在处理了语音信号的每个帧之后检查状态。此外,状态变量防止软件代码失效。编码器/解码器状态变量在实施的每个阶段检查优化的正确性。在指令集中嵌入了饱和的dspisa(指令集体系结构)中,可能不需要关闭循环代码中的饱和。
此外,语音接收器(110)被配置成从数模转换器(dac)(109)接收经解码的语音。通常,dac将抽象的有限精度数(通常是定点的二进制数)转换为物理量(例如,电压或压力)。dac通常用于将有限精度的时间序列数据转换为连续变化的物理信号。在此,dac(109)发送从语音编解码器解码器模块(108)接收的经解码的语音信号。
图2示出了根据本发明的实施例的用于对移动设备中的功耗进行优化的方法。在优选实施例中,该方法开始于:在步骤201,通过麦克风(101)接收语音并将语音转换为电信号的步骤。
在步骤202,对信号的高于奈奎斯特频率的分量进行滤波,以防止在采样阶段发生混叠。在步骤203,通过语音编解码器编码器模块对语音信号进行压缩/编码,以便在通过无线信道进行有效传输。在语音编解码器编码器模块(104)中,在语音编码期间,cpu/dsp/vliw处理器周期的数量被显著减少。此外,在步骤205,在功率优化期间,在处理了语音信号的每个帧之后检查编码器状态变量的状态,这防止了软件代码的失效。经编码的信号经由信道编解码器编码器(105)发送到传输网络。
在步骤204,从信道编解码器解码器接收经压缩的语音信号。其中,它们被语音编解码器解码器(107)解压缩/解码。在语音编解码器解码器模块(108)中,在语音信号解码期间,cpu/dsp/vliw处理器周期的数量被显著减少。此外,在步骤205,在功率优化期间,在处理了语音信号的每个帧之后检查解码器状态变量的状态,这防止了软件代码的失效。
在步骤206,通过语音接收器(110)接收来自dac(109)的经解码的语音。dac(109)发送从语音编解码器解码器模块(108)接收的经解码的语音信号。
在本发明的实施例中,dsp/vliw架构的算术逻辑单元(alu)被设计为在关键指令中不饱和。关键指令包括但不限于乘法和累加(mac)指令以及移位指令。因此,使用本发明实现了低功率语音编解码器的实施。
因此,本发明还提供了在移动设备中改善在语音呼叫方面的功耗的方法。通话时间通过减少功耗而增加,从而减少热方面并且延长电池寿命。
为了说明和描述的目的而呈现了本系统的描述,但并不旨在穷举或限于所公开的形式的本发明。在不脱离本发明的范围和精神的情况下,许多修改和变型对于本领域普通技术人员将是明显的。选择和描述实施例是为了最好地解释本发明的原理和实际应用,并且使本领域的其他普通技术人员能够理解本发明的各种实施例,这些实施例具有适合于预期的特定用途的各种修改。