Smartphonebatteriets livslängd kan dramatiskt förbättras med den nya uppfinningen
ANN ARBOR, Mich. — Ett nytt “undermedvetet läge” för smartphones och andra WiFi-aktiverade mobila enheter kan förlänga batteriets livslängd med så mycket som 54 procent för användare i de mest trafikerade nätverken.
University of Michigan professor i datavetenskap och teknik Kang Shin och doktorand Xinyu Zhang kommer att presentera sin nya energihanteringsmetod den 21 september vid ACM International Conference on Mobile Computing and Networking i Las Vegas. Tillvägagångssättet är fortfarande i proof-of-concept-fasen och är ännu inte kommersiellt tillgängligt.
Även när smartphones är i energisparlägen och inte aktivt skickar eller tar emot meddelanden är de fortfarande i beredskap för inkommande information och de letar efter en tydlig kommunikationskanal. Forskarna har funnit att denna typ av energibeskattande “tomgångslyssning” sker under en stor del av den tid telefonerna spenderar i energisparläge – så mycket som 80 procent på upptagna nätverk. Deras nya tillvägagångssätt kan få smarttelefoner att utföra denna lediga lyssnande mer effektivt. Det heter E-MiLi, som står för Energy-Minimizing Idle Listening.
För att ta reda på hur mycket tid telefonerna sparar på att hålla ett öra öppet, genomförde Shin och Zhang en omfattande spårbaserad analys av riktiga WiFi-nätverk. De upptäckte att enheter i energisparlägen, beroende på mängden trafik i nätverket, tillbringar 60 till 80 procent av sin tid i viloläge. I tidigare arbete visade de att telefoner i viloläge använder ungefär samma mängd ström som de gör när de är helt vakna.
”Min telefon skickar eller tar inte emot någonting just nu”, sa Shin och lyfte sin kraftiga iPhone, ”men den lyssnar för att se om data kommer in så att jag kan få den direkt. Detta lediga lyssnande förbrukar ofta lika mycket kraft som att aktivt skicka och ta emot meddelanden hela dagen. ”
Så här fungerar E-MiLi: Det saktar ner WiFi-kortets klocka med upp till 1/16 av sin normala frekvens, men skjuter tillbaka det till full hastighet när telefonen märker information som kommer in. Det är välkänt att du kan sakta ner en enhets klocka till spara energi. Den svåra delen, sade Shin, fick telefonen att känna igen ett inkommande meddelande medan den var i detta långsammare läge.
“Vi kom med en smart idé”, sa Shin. “Vanligtvis kommer meddelanden med en rubrik, och vi trodde att telefonen kunde aktiveras för att upptäcka detta, eftersom du kan känna igen att någon ringer ditt namn även om du sover 90 procent.”
När de används i energisparläge fann forskarna att E-MiLi kan minska energiförbrukningen med cirka 44 procent för 92 procent av mobila enheter i verkliga trådlösa nätverk.
Förutom den nya processorhämmande programvaran på smartphones kräver E-MiLi ny firmware för telefoner och datorer som skulle skicka meddelanden. De behöver förmågan att koda meddelandehuvudet – mottagarens adress – på ett nytt och detekterbart sätt. Forskarna har skapat sådan firmware, men för att E-MiLi-användningen ska kunna spridas måste tillverkare av WiFi-chipset anta dessa firmware-modifieringar och då måste företag som tillverkar smartphones och datorer integrera de nya chipsen i sina produkter.
Shin påpekar att E-MiLi är kompatibel med dagens modeller, så meddelanden som skickas med framtida enheter som använder E-MiLis kodning skulle fortfarande tas emot som vanligt på smartphones utan E-MiLi. E-MiLi kan också användas med andra trådlösa kommunikationsprotokoll som kräver inaktiv lyssnande, till exempel ZigBee.
Shin är Kevin och Nancy O’Connor professor i datavetenskap. Denna forskning finansierades av National Science Foundation. Papperet har titeln “E-MiLi: Energy-Minimizing Idle Listening in Wireless Networks.” Universitetet eftersträvar patentskydd för immateriella rättigheter och söker kommersialiseringspartner för att hjälpa till att få tekniken till marknaden.
