211service.com
Hoe wifi je mobiele telefoon leegzuigt
Enkele eenvoudige wijzigingen aan de software die op Wi-Fi-toegangspunten draait, kunnen de levensduur van de batterij van mobiele telefoons aanzienlijk verlengen of zelfs verdubbelen. Dat is de bevinding van een onderzoek dat onderzocht waarom het gebruik van wifi op een mobiele telefoon en op sommige andere draagbare apparaten zo snel stroom verbruikt. Het ontdekte dat een protocol dat is ontworpen om het stroomverbruik van wifi te verminderen, vaak niet effectief werkt.
Eric Rozner aan de Universiteit van Texas in Austin en collega's van de Universiteit van Wisconsin-Madison en Microsoft Research India deden de ontdekking, en ze kwamen ook met een oplossing voor het probleem.
Het team begon met te benchmarken hoeveel stroom verschillende modellen mobiele telefoons nodig hadden om wifi te gebruiken. We ontdekten bijvoorbeeld dat het totale stroomverbruik van een HTC Tilt verdrievoudigd bij gebruik van wifi, zegt Rozner, die opmerkt dat eerdere onderzoeken hebben aangetoond dat wifi-gebruik tot 60 procent van het totale energieverbruik van de telefoon kan uitmaken.
Het is enigszins verrassend dat wifi zoveel energie verbruikt, zegt Rozner. Hij legt uit dat er een protocol met de naam Power Saving Mode bestaat om te voorkomen dat wifi de batterijen van mobiele apparaten te snel leegraakt. Maar toen het team bestudeerde hoe verschillende toegangspunten deze modus gebruiken, ontdekte het dat de installatie energie verspilde en bepaalde apparaten onterecht voorrang gaf boven andere. We ontdekten dat de huidige implementaties van de energiebesparende modus meerdere problemen hebben, zegt Rozner.
De honger naar energie van wifi is belangrijk. Steeds meer providers moedigen hun abonnees aan om het 3G-gebruik te verminderen en in plaats daarvan wifi te gebruiken door het 3G-datagebruik te beperken of door bepaalde applicaties te dwingen uitsluitend op wifi te draaien, legt Rozner uit.
Een mobiel apparaat dat de energiebesparende modus gebruikt, schakelt zijn draadloze radio tussen volledig ingeschakeld en een slaapstand, voor perioden van seconden tot tientallen milliseconden, om energie te besparen. Na het verzenden van een verzoek om een bestand van internet, kan een telefoon bijvoorbeeld in slaap vallen als het het bestand na een halve seconde niet ontvangt. Tijdens het slapen luistert het apparaat naar een beacon-bericht dat aangeeft dat de gegevens gereed zijn, waarna het op vol vermogen schakelt en het access point vraagt deze te verzenden.
Dat komt goed uit als een toegangspunt alleen dat ene apparaat bedient. Maar in werkelijkheid verzendt het waarschijnlijk ook gegevens naar andere apparaten, zoals laptops. Wanneer een telefoon wakker wordt en zijn gegevens opvraagt, voegen veel toegangspunten deze gewoon toe aan de achterkant van de wachtrij met uitgaande pakketten, zelfs als de gegevens van de telefoon lang voor die vooraan bij het toegangspunt zijn aangekomen.
Als gevolg hiervan verbrandt de telefoon energie terwijl hij wacht tot zijn gegevens naar de top van de lijn gaan, een situatie die de levensduur van de batterij ondermijnt. Sommige telefoons, zoals de iPhone, wachten niet langer dan enkele tientallen milliseconden en gaan weer slapen als de gegevens niet beschikbaar zijn. Maar dit kan ook stroom verspillen, evenals netwerkcapaciteit; wanneer het toegangspunt het verzendt, kan de telefoon het niet ontvangen en moet het wakker worden en het helemaal opnieuw aanvragen.
Sommige toegangspunten omzeilen die problemen door het verkeer in de energiebesparende modus naar de kop van de wachtrij te sturen, maar dat kan de kwaliteit van het draadloze signaal voor alle anderen verslechteren. We waren getuige van verminderde netwerkcapaciteit als gevolg van onnodige hertransmissies en oneerlijkheid in het netwerkverkeer, zegt Rozner. Hij en zijn collega's ontwikkelden een alternatieve manier om verkeer in de energiebesparende modus af te handelen die het energieverbruik van mobiele apparaten verlaagt en een eerlijk speelveld voor al het verkeer in stand houdt.
Hun systeem, NAPman genaamd, dwingt zorgvuldig een 'wie het eerst komt, het eerst maalt'-benadering af voor alle gegevens, of het nu van een apparaat is dat de energiebesparende modus gebruikt of niet. Het wekt ook alleen een telefoon om zijn gegevens op te halen wanneer de gegevens zich vooraan in de wachtrij bevinden, waardoor wordt voorkomen dat de telefoon wacht en energie verbrandt. Het systeem volgt ook apparaten die na een vaste tijd in de sluimerstand gaan, om ervoor te zorgen dat er geen gegevens worden verzonden terwijl ze slapen.
NAPman gebruikt ook de mogelijkheid van Wi-Fi-toegangspunten om zich voor te doen als virtuele toegangspunten om verschillende virtuele verbindingen aan verschillende clients toe te wijzen. Het resultaat is dat apparaten niet zo direct concurreren om verkeer, en het toegangspunt kan het verzenden van zijn bakens zorgvuldig timen om ervoor te zorgen dat apparaten alleen worden geactiveerd als dat nodig is.
Niet alleen konden we 70 procent energiebesparing opleveren in vergelijking met de conventionele implementatie, maar NAPman is redelijk voor achtergrondverkeer, zegt Rozner. In een test waarbij een radiostream van 128 kilobit per seconde naar een HP iPAQ-smartphone werd gestreamd met behulp van een drukke hotspot, verdubbelde NAPman de levensduur van de batterij van het apparaat van 4,7 naar 10 uur, hoewel als de achtergrondverlichting hoog was, het effect lichtjes werd verminderd.
Het lijkt erop dat, hoewel systemen vandaag de dag energie besparen, ze het verkeerd doen, zegt Philip Levis , die werkt aan netwerken aan de Stanford University, sprekend nadat Rozner zijn werk presenteerde op de MobiSys-conferentie vorige week in San Francisco. Maar ik vraag me af hoe specifiek dit tegenwoordig is voor alleen apparaten, voegt hij eraan toe.
Rozner erkent dat als er nieuwe apparaten worden uitgebracht, zijn fixes mogelijk overbodig worden. Maar als er nieuwe regelingen worden geïmplementeerd, denk ik dat ze rekening zullen moeten houden met een aantal van onze ideeën, zegt hij. Het team is niet in gesprek gegaan met leveranciers van draadloze routers. Maar het aanpassingspotentieel is er, zegt Rozner.