Onbewustzijnmodus verbetert batterijduur

Een nieuwe "onbewustzijnmodus" voor smartphones en andere wifi-apparaten zou de batterijduur met 54% kunnen verlengen, voor gebruikers op de drukste netwerken.

Kang Shin, professor computerwetenschap en bouwkunde aan de universiteit van Michigan (VS), en doctoraatstudent Xinyu Zhang presenteren op 21 september hun nieuwe aanpak voor digitaal voedingsbeheer. Ze doen dat tijdens de ACM International Conference on Mobile Computing and Networking in Las Vegas. Hun aanpak is slechts in een bewijs-van-conceptstadium en dus nog niet commercieel verkrijgbaar.

Nutteloos luisteren
Zelfs wanneer smartphones in een energiebesparende modus geschakeld zijn en ze niet actief berichten verzenden of ontvangen, luisteren ze nog steeds aandachtig naar inkomende informatie. Ze zijn dus steeds op zoek naar een ruisvrij datakanaal. De onderzoekers ontdekten dat dit soort energiebelastend ‘nutteloos luisteren’ voorkomt tijdens het grootste deel van de tijd dat smartphones energiebesparend doorbrengen – bijna 80% op drukke netwerken.

Hun nieuwe aanpak zou ervoor kunnen zorgen dat smartphones dat nutteloos luisteren veel efficiënter doen. Ze noemen het e-mili. Dat staat voor Energy-Minimizing Idle Listening.

Om uit te zoeken hoeveel tijd telefoons spenderen met één oor open, analyseerden Shin en Zhang bestaande wifinetwerken zeer nauwkeurig. Ze ontdekten dat telefoons 60% tot 80% van hun tijd verspelen aan nutteloos luisteren, afhankelijk van de verkeersdrukte op het netwerk.

In eerdere onderzoeken toonden de heren aan dat smartphones in energiebesparende modus bijna evenveel energie verbruiken als in hun wakkere modus.

Vertraag de wifikaart
“Kijk, mijn telefoon verzendt of ontvangt nu niets”, zegt Shin terwijl hij zijn iPhone toont. “En toch luistert hij of er informatie op komst is, zodat hij deze meteen kan ontvangen. Dit nutteloos luisteren verbruikt doorgaans evenveel batterijkracht als tijdens het actief verzenden en ontvangen van berichten overdag.”

E-mili werkt zo: het vertraagt de klok van de wifikaart tot 1/16 van zijn normale snelheid, maar versnelt die weer wanneer de telefoon informatie ontvangt. Het lastige deel, zegt Shin, is de telefoon informatie te laten herkennen terwijl hij in deze tragere fase zit.

“We kwamen op een slim idee”, zegt Shin. “Gewoonlijk krijgen berichten een header meegestuurd, en we dachten dat de telefoon dat wel kon detecteren. Net zoals je kan horen dat iemand je naam roept terwijl je voor negentig procent slaapt.”

Wanneer ze e-mili gebruikten tijdens de energiebesparende modus ontdekten de onderzoekers dat ze de energieconsumptie met 44% konden beperken voor 92% van de mobiele toestellen in actuele wifinetwerken.

Firmware nodig
Naast processorvertragende software op smartphones heeft e-miLi nieuwe firmware nodig op telefoons en computers die berichten versturen. De telefoon moet de header van het bericht kunnen aanpassen, zodat die op andere smartphones herkend wordt. De onderzoekers hebben deze firmware al klaar, maar als ze willen dat e-mili verspreid wordt, moeten chipsetfabrikanten deze firmwareaanpassingen ook gebruiken.

Bovendien moeten smartphonefabrikanten die chips dan nog gebruiken in hun nieuwe producten.

Shin wijst erop dat e-mili compatibel is met de meeste huidige smartphonemodellen, dus berichten die met toekomstige modellen worden verstuurd kunnen perfect gelezen worden op smartphones zonder e-mili. De technologie kan ook gebruikt worden in andere draadloze communicatiemiddelen die nutteloos luisteren, zoals ZigBee.

Het onderzoek werd gefinancierd door de National Science Foundation. Het document is getiteld E-MiLi: Energy-Minimizing Idle Listening in Wireless Networks. De universiteit wil nu graag een patent nemen op de technologie en zoekt commerciële partners om haar op de markt te krijgen.

Een nieuwe "onbewustzijnmodus" voor smartphones en andere wifi-apparaten zou de batterijduur met 54% kunnen verlengen, voor gebruikers op de drukste netwerken.

Kang Shin, professor computerwetenschap en bouwkunde aan de universiteit van Michigan (VS), en doctoraatstudent Xinyu Zhang presenteren op 21 september hun nieuwe aanpak voor digitaal voedingsbeheer. Ze doen dat tijdens de ACM International Conference on Mobile Computing and Networking in Las Vegas. Hun aanpak is slechts in een bewijs-van-conceptstadium en dus nog niet commercieel verkrijgbaar.

Nutteloos luisteren
Zelfs wanneer smartphones in een energiebesparende modus geschakeld zijn en ze niet actief berichten verzenden of ontvangen, luisteren ze nog steeds aandachtig naar inkomende informatie. Ze zijn dus steeds op zoek naar een ruisvrij datakanaal. De onderzoekers ontdekten dat dit soort energiebelastend ‘nutteloos luisteren’ voorkomt tijdens het grootste deel van de tijd dat smartphones energiebesparend doorbrengen – bijna 80% op drukke netwerken.

Hun nieuwe aanpak zou ervoor kunnen zorgen dat smartphones dat nutteloos luisteren veel efficiënter doen. Ze noemen het e-mili. Dat staat voor Energy-Minimizing Idle Listening.

Om uit te zoeken hoeveel tijd telefoons spenderen met één oor open, analyseerden Shin en Zhang bestaande wifinetwerken zeer nauwkeurig. Ze ontdekten dat telefoons 60% tot 80% van hun tijd verspelen aan nutteloos luisteren, afhankelijk van de verkeersdrukte op het netwerk.

In eerdere onderzoeken toonden de heren aan dat smartphones in energiebesparende modus bijna evenveel energie verbruiken als in hun wakkere modus.

Vertraag de wifikaart
“Kijk, mijn telefoon verzendt of ontvangt nu niets”, zegt Shin terwijl hij zijn iPhone toont. “En toch luistert hij of er informatie op komst is, zodat hij deze meteen kan ontvangen. Dit nutteloos luisteren verbruikt doorgaans evenveel batterijkracht als tijdens het actief verzenden en ontvangen van berichten overdag.”

E-mili werkt zo: het vertraagt de klok van de wifikaart tot 1/16 van zijn normale snelheid, maar versnelt die weer wanneer de telefoon informatie ontvangt. Het lastige deel, zegt Shin, is de telefoon informatie te laten herkennen terwijl hij in deze tragere fase zit.

“We kwamen op een slim idee”, zegt Shin. “Gewoonlijk krijgen berichten een header meegestuurd, en we dachten dat de telefoon dat wel kon detecteren. Net zoals je kan horen dat iemand je naam roept terwijl je voor negentig procent slaapt.”

Wanneer ze e-mili gebruikten tijdens de energiebesparende modus ontdekten de onderzoekers dat ze de energieconsumptie met 44% konden beperken voor 92% van de mobiele toestellen in actuele wifinetwerken.

Firmware nodig
Naast processorvertragende software op smartphones heeft e-miLi nieuwe firmware nodig op telefoons en computers die berichten versturen. De telefoon moet de header van het bericht kunnen aanpassen, zodat die op andere smartphones herkend wordt. De onderzoekers hebben deze firmware al klaar, maar als ze willen dat e-mili verspreid wordt, moeten chipsetfabrikanten deze firmwareaanpassingen ook gebruiken.

Bovendien moeten smartphonefabrikanten die chips dan nog gebruiken in hun nieuwe producten.

Shin wijst erop dat e-mili compatibel is met de meeste huidige smartphonemodellen, dus berichten die met toekomstige modellen worden verstuurd kunnen perfect gelezen worden op smartphones zonder e-mili. De technologie kan ook gebruikt worden in andere draadloze communicatiemiddelen die nutteloos luisteren, zoals ZigBee.

Het onderzoek werd gefinancierd door de National Science Foundation. Het document is getiteld E-MiLi: Energy-Minimizing Idle Listening in Wireless Networks. De universiteit wil nu graag een patent nemen op de technologie en zoekt commerciële partners om haar op de markt te krijgen.