Strømgjerrig GPS i mobiltelefon

Microsoftforskere har redusert strømforbruket til GPS på mobiltelefoner med en faktor på tre, ved bruk av sky-tjenester.

Mange mobil-apper trenger en posisjon. Det kan være for å vite hvor et bilde tas, for innsjekking, å finne nærmeste bensinstasjon osv. De tre mest nedlastede app-kategoriene er sosiale apper (Facebook, Twitter, Instagram etc) kart-apper (Kommunekart, Google maps) og værvarlings-apper (for eksempel Yr og Storm). Alle disse nevnte appene bruker telefonens posisjon. 

Problem

Det er flere forhold som gjør at GPS-chipen er krevende for smarttelefoner. GPS er den funksjonen som krever mest energi, og derfor er GPS det som tømmer mobiltelefonbatteriet mest effektivt. Når telefonen skal beregne posisjonen trengs informasjon om satellittbanene. Denne informasjonen sendes via GPS-signalet. Men overføringen av denne informasjonen går ikke fortere enn 50 bps. Derfor tar det 30 sekunder å motta satellittbanene. I tillegg trengs en kraftig CPU for utjevning av posisjon.

Mulighet

Det er flere forhold som kan utnyttes for å få posisjon uten å bruke så mye strøm:

• Mye av informasjonen som trengs for å beregne posisjonen finnes andre kilder, for eksempel sentere som beregner og leverer nøyaktige satellittbaner som en web-tjeneste.
• Svært ofte vil mobil-appene ikke trenge posisjon på sekundet, men kan få denne litt senere. 
• Lagring av rå GPS-observasjoner er billig på smarttelefoner, sammenlignet med prosessorkraft.

Metoden

Telefonen samler GPS-data bare noen få millisekunder, og merker observasjonsdataene med et omtrentlig tidspunkt. Dette sendes senere til en web-tjeneste med mye høyere prosessorkraft, og med tilgang til presise satellittbanedata og en terrengmodell. Serveren beregner telefonens posisjon, og returnerer denne til telefonen. 

Prototypen som er utviklet av Microsoft er skrevet i C#, og kjører i Microsofts skyløsning Windows Azure. Resultatene viser at viser at nøyaktigheten blir noe dårligere enn kontinuerlig GPS (sigma=34m, 3sigma=42m), men pga meget kort observasjonstid (10ms) oppnås en dramatisk reduksjon i strømforbruk (3x).

Å redusere strømforbruket vil ikke bare øke batteritiden på smarttelefoner og nettbrett, men også kunne gjøre det praktisk mulig for andre enheter å bruke GPS-funksjonalitet, inkludert sensorer med lavt batteri kapasitet som for eksempel tracking av biler, mennesker og dyr.

Kilder:

http://www.technologyreview.com/news/509176/cloud-powered-gps-chip-slashes-smartphone-power-consumption/

http://research.microsoft.com/apps/pubs/default.aspx?id=172624