可穿戴设备等智能终端续航瓶颈分析与解决方案

化主要是基于APP应用行为优化调度Android系统资源，基于应用层的性能需求进行CPU处理能力（大小核）的智能调度、动态电源调度管理以及软硬一体调度优化等。

　　基于情景感知的节电方案能够有效识别用户走路、跑步、驾驶、睡觉等状态，以便提供针对性省电措施。垂直整合软件系统，通过调频管理、LCD背光管理、协议优化、后台应用管理、运行进程管控、外设开关管理等，有效降低整机功耗。根据用户所处情景，配合动态调频、动态降帧、进程冷却等，可降低整机功耗。情景感知技术需要基于大数据积累进行迭代优化。

　　基站黑名单管理优化能够自动侦测网络环境，减少乒乓切换，降低待机功耗。网络信号的小范围波动容易引发手机乒乓选网，大量消耗手机电量。通过大量的外场数据为基础进行建模，建立和优化干扰小区的识别算法，形成黑名单功耗优化技术。

　　3 可穿戴及IoT终端续航解决方案分析

　　如果说智能手机的续航问题影响的仅仅是用户体验，对于手环、智能手表、智能眼镜等新兴的可穿戴及IoT（Internet of things）终端而言，续航问题则是生存问题，在一定程度上决定了该品类的市场前景和空间。

　　可穿戴及IoT终端最大的瓶颈是受限于设备尺寸与电池材料的限制，电池容量难以支撑用户的体验需求。智能手机需要处理比较复杂多媒体运算，而可穿戴及IoT终端的功能则一般相对简单，业界从一开始就采用低功耗技术。

　　3.1 芯片及传感器低功耗方案

　　由于可穿戴及IoT终端所需的计算处理能力相对较低，芯片方案多采用MCU形式，少数如智能手表、智能眼镜则采用低端的手机芯片处理器。

　　不管是ARM架构的Cortex M系列（针对不同的应用场景，ARM Cortex M系列又细分为M0-M7）还是MIPS架构的MCU，设计之初面向的就是低功耗领域，芯片单核、主频较低，多数仅有几十兆赫兹，与动辄8核，上G赫兹的手机芯片相比，天生功耗较低。

　　可穿戴及IoT终端中采用的传感器，例如加速计、陀螺仪及其它专业传感器等本身的功耗较低，主要是与MCU一起进行整体低功耗方案设计，器件本身并未为此进行特别处理

　　3.2 无线连接针对性优化设计

　　车联网、野外监测等终端需要进行无线通信，但速率、频次等要求较低，手机上采用的无线模块如果用在这类终端，则会出现功耗、性能过剩、成本高等问题。面向物联网终端，3GPP组织在R12中发布了Cat.0［6］。为了降低设备复杂性和减小设备成本，Cat.0定义了一系列的简化方案，主要包括：采用半双工FDD模式（Half duplex FDD）；减小设备接收带宽到1.4MHz，当然，也可以扩到20MHz；单接收通路，取消RX分集双通路；保持低速数据速率。简化方案不仅降低了速率需求，处理器计算能力和存储能力也相对降低。在R13版本还会有进一步的优化，比如取消发射分集，不再支持MIMO，支持小于1.4MHz更低的带宽，支持更低的数据速率等等。

　　为了省电，3GPP R12采用了PSM（Power Saving Mode，省电模式）方案。如果设备支持PSM，在附着或TAU（Tracking Area Update）过程中，PSM向网络申请一个激活定时器值，当设备从连接状态转移到空闲状态后，该定时器开始运行。当定时器终止时，设备进入省电模式，此时设备不再接收寻呼消息。看起来设备和网络失联，但设备仍然注册在网络中。设备将一直保持这种省电模式，直到设备需要主动向网络发送信息（比如周期性TAU，发送上行数据等）。

　　3.3 低功耗整体方案

　　可穿戴及IoT设备产品的解决方案主要通过低功耗蓝牙、低功耗Wi-Fi、低功耗GPS、低功耗的3G/4G模块与MCU（或其它低功耗主控芯片）、传感器等硬件整合设计的成套方案。针对不同的应用场景，主要芯片方案厂商提供BLE+MCU、Wi-Fi+MCU、GPS+MCU、Zigbee+MCU等低功耗解决方案。在这些无线连接技术中，都要"死磕"功耗这一难题。

　　3.4 算法优化

　　可穿戴及IoT终端在硬件低功耗的同时，软件算法也是降低功耗、优化续航的重要手段。MCU动态休眠算法、计步算法优化、数据交互算法优化等都可以优化终端功耗。

　　4 智能终端续航体验提升未来可期

　　如前文所述，智能终端续航体验瓶颈的根本原因是手机电池需求过快增长与电池续航技术更新缓慢之间的矛盾日益尖锐。在电池需求层面，随着智能手机硬件升级进入平稳期，用户的耗电需求提升增长趋缓。未来续航体验的提升关键看续航技术的发展，除了上述所讲续航新技术革新外，柔性电池与固态薄膜锂电池的不断成熟，将为智能终端形态的演进与续航体验的提升带来福音。整体上，随着智能终端续航新技术方案的普及与新材料的应用，智能终端续航体验的提升前景可期。