Saturday, May 26, 2012

你的智慧型手機多久需要充電一次?


智慧型手機是如何變成一種商品,又如何讓隨時上網變得簡單,其中過程實在令人驚歎;別說我是如何突然地習慣用了幾年的電池充電週期…我該最好是習慣它、還是有任何潛在的延長手機電力方案可以利用?


智慧型手機的主CPU是為處理現代作業系統環境的需求而設計的;當然,電池總容量中相當多的電量是被主CPU消耗掉的;但是,還有相當一大部分電量是被射頻解決方案及其功率放大器消耗掉的。特別是當智慧型手機在距離基地台稍遠一點的地方全功率發送資料時,這部分電路的功耗明顯增大。如果再看YouTube網路視訊,電池電量很快就會被消耗一空。

放心吧,明天會更美好!

就在幾年前我們啟動HSPA+數據機研發項目時,有幾名工程師也著手研發一項叫做連續分組連接(Continuous Packet Connectivity,CPC)的技術;今天,我們把這項技術全都整合到了我們的Thor HSPA+ M57x0系列纖型數據機內。


隨著電信業者不斷在通訊網路內引入CPC技術,將有越來越多的手機具備這項功能。說實話,這項技術值得期待,因為它是大幅降低射頻晶片功耗的有效方式。

那麼,CPC是如何工作的呢?CPC是一種在很短的間隔內打開然後關閉射頻發射器/接收器的控制方法,甚至在有效資料會話過程中也不會停止開關操作。

這項技術在發送資料時的省電效果最明顯;一款沒有CPC功能的智慧型手機只會連續不斷地做一件事情:不是發送資料就是接收資料,這對電池電量是一種浪費。針對這個問題,CPC技術定義了一種叫做不連續發送(DTX)的機制;同時,CPC還定義了一個與其對應的叫做不連續接收(DRX)的機制;智慧型手機利用這兩種機制開關射頻數據機的發射和接收電路,包括功率放大器。

事實上,當一個數據機透過無線蜂巢式資料網路發送視訊流或VoIP通話的IP封包時,這些資料封包之間存在大量的時間,可以將其用於發送其他資料或進入睡眠模式。Thor M57x0數據機的資料容量特別大,只有下載恐怖的海量資料才會真的堵塞資料通道;視訊流傳輸通常只需幾百萬位元的每秒平均數據速率,而音訊流對資料速率的要求則更低,幾百個kbps即可。

CPC技術正是利用這些特點來確保高射頻鏈路性能得到充分利用,以21Mbps的資料速率傳輸資料串。在閒置時隙之間,使射頻收發器和功率放大器進入靜默模式。


數據機將從網路獲得一個描述如何配置收發時隙的活動模式,在這些時隙之間收發器可以暫時進入睡眠。能否充分利用這項技術,完全取決於數據機軟體。

網路對資料發送或接收方法的估算能力越強,數據機收發器可用于睡眠的時隙就越多。同樣地,數據機在活動與靜默之間的轉換速度越快,數據機能夠打盹短睡的次數就越多。

自從CPC技術引入Thor M570數據機平台後,我們的工程師始終在忙於最佳化這項技術。據我看到的最新的實驗室報告,以資料流程傳輸為例,如果沒有CPC功能,數據機的功耗為200 mA,如果開啟CPC功能,功耗則降至150 mA左右。實際入網現場測試也證實了這一點,在瀏覽網頁或觀看網路視頻時,電池使用壽命提高20%以上。

當發射功率是0dBm時,這項技術開始省電。因為當輸出功率很大時,功率放大器消耗更多的電流。CPC的省電效果與功放的功耗成正比。當發射功率很大時,省電效果甚至會更加明顯。同樣地,因為還有進一步最佳化的空間;例如,網路端可以進一步最佳化,我們預計未來省電效果會達到50%。

我剛有說過ST-Ericsson所有的HSPA+數據機,包括Thor M570、M5720、M5730和M5780,都採用了CPC技術;此外,目前有數個研發計畫都是在做類似的工作,以進一步提升射頻基頻處理器和應用處理器的能效;所以,未來看起來相當美好,不是嗎?