Hvordan Wi-Fi dræner din mobiltelefon

Nogle simple ændringer af softwaren, der kører på Wi-Fi-adgangspunkter, kan forlænge eller endda fordoble mobiltelefonens batterilevetid. Det er resultatet af en undersøgelse, der undersøgte, hvorfor brug af Wi-Fi på en mobiltelefon og på nogle andre bærbare enheder suger strøm så hurtigt. Det fandt ud af, at en protokol designet til at reducere Wi-Fi-strømforbruget ofte ikke virker effektivt.

Erik Rozner ved University of Texas i Austin og kolleger fra University of Wisconsin-Madison og Microsoft Research India gjorde opdagelsen, og de kom også med en løsning på problemet.

Holdet begyndte med at benchmarke, hvor meget strøm forskellige modeller af mobiltelefoner havde brug for for at bruge Wi-Fi. For eksempel fandt vi ud af, at en HTC Tilts samlede strømforbrug stiger med det tredobbelte, når man bruger Wi-Fi, siger Rozner, der bemærker, at tidligere undersøgelser har vist, at Wi-Fi-brug kan udgøre op til 60 procent af telefonens samlede energiforbrug.

Det er noget overraskende, at Wi-Fi bruger så meget energi, siger Rozner. Han forklarer, at der findes en protokol kaldet Power Saving Mode for at forhindre Wi-Fi i at dræne mobilenheders batterier for hurtigt. Men da holdet undersøgte, hvordan en række forskellige adgangspunkter bruger denne tilstand, fandt det ud af, at opsætningen spildte strøm og uretfærdigt prioriterede nogle enheder frem for andre. Vi fandt ud af, at de nuværende implementeringer af Power Saving Mode lider af flere problemer, siger Rozner.

Wi-Fis sult efter energi er vigtig. Flere og flere udbydere opfordrer deres abonnenter til at reducere 3G-forbruget og i stedet bruge Wi-Fi ved at begrænse 3G-dataforbruget eller tvinge visse applikationer til udelukkende at køre på Wi-Fi, forklarer Rozner.

En mobilenhed, der bruger strømbesparende tilstand, skifter sin trådløse radio mellem fuld strømforsyning og en dvaleindstilling i perioder, der varer mellem sekunder og titusinder af millisekunder, for at spare energi. For eksempel, efter at have sendt en anmodning om en fil fra nettet, kan en telefon sove, hvis den ikke modtager filen efter et halvt sekund. Mens den sover, lytter enheden efter en beacon-meddelelse, der angiver, at dens data er klar, hvorefter den skifter til fuld strøm og beder adgangspunktet om at sende dem.

Det fungerer fint, når et adgangspunkt kun betjener den ene enhed. Men i virkeligheden sender det sandsynligvis også data til andre enheder, såsom bærbare computere. Når en telefon vågner og anmoder om sine data, tilføjer mange adgangspunkter dem blot bagerst i køen af ​​udgående pakker, selvom telefonens data ankom til adgangspunktet længe før dem foran.

Som et resultat forbrænder telefonen energi, mens den venter på, at dens data går videre til hovedet på linjen, en situation, der sparer batterilevetiden. Nogle telefoner, som iPhone, vil ikke vente i mere end et par snesevis af millisekunder og gå i dvale igen, hvis dataene ikke kommer. Men dette kan også spilde strøm såvel som netværkskapacitet; når adgangspunktet sender det, kan telefonen ikke modtage det og skal vågne op og anmode om det igen.

Nogle adgangspunkter omgår disse problemer ved at støde strømsparetilstandstrafik til hovedet i køen, men det kan forringe kvaliteten af ​​det trådløse signal for alle andre. Vi var vidne til reduceret netværkskapacitet på grund af unødvendige retransmissioner og uretfærdighed over for netværkstrafikken, siger Rozner. Han og hans kolleger udviklede en alternativ måde at håndtere trafik i strømbesparende tilstand, der reducerer energiforbruget på mobile enheder og opretholder en fair spilleplads for al trafik.

Deres system, kaldet NAPman, håndhæver omhyggeligt en først-til-mølle-tilgang til alle data, uanset om det er fra en enhed, der bruger strømsparetilstand eller ej. Den vækker også kun en telefon for at hente dens data, når dens data er forrest i køen, hvilket forhindrer telefonen i at vente og brænde energi. Systemet sporer også enheder, der går i dvale efter et bestemt tidspunkt, for at sikre, at de ikke får tilsendt data, mens de sover.

NAPman bruger også Wi-Fi-adgangspunkters evne til at posere som virtuelle adgangspunkter for at tildele forskellige virtuelle forbindelser til forskellige klienter. Resultatet er, at enheder ikke konkurrerer så direkte om trafikken, og adgangspunktet kan omhyggeligt time afsendelsen af ​​sine beacons for at sikre, at enheder kun vågner, når det er nødvendigt.

Ikke alene kunne vi levere 70 procent energibesparelser sammenlignet med den konventionelle implementering, men NAPman er fair over for baggrundstrafik, siger Rozner. I en test, der involverede streaming af en radiostream på 128 kilobit pr. sekund til en HP iPAQ-smartphone ved hjælp af et overfyldt hotspot, fordoblede NAPman enhedens batterilevetid fra 4,7 til 10 timer, men hvis baggrundslyset blev skruet højt op, var effekten blev lidt reduceret.

Det ser ud til, at selvom systemer i dag kan implementere strømbesparelser, så gør de det forkert, siger Philip Levis , der arbejder med netværk på Stanford University, taler efter Rozner præsenterede sit arbejde på MobiSys konference i San Francisco i sidste uge. Men jeg spekulerer på, hvor specifikt dette er for netop enheder i dag, tilføjer han.

Rozner erkender, at efterhånden som nye enheder frigives, kan hans rettelser blive unødvendige. Men efterhånden som nye ordninger implementeres, tror jeg, de bliver nødt til at tage højde for nogle af vores ideer, siger han. Holdet har ikke indgået diskussioner med nogen leverandører af trådløse router. Men potentialet for tilpasning er der, siger Rozner.

skjule