Cloud-betriebener GPS-Chip senkt den Stromverbrauch von Smartphones

Wenn Sie Standortdienste für längere Zeit auf einem Telefon verwendet haben, wissen Sie, dass sie den Akku schnell entladen können. Ein Projekt von Microsoft Research legt nahe, dass Ortungschips in Smartphones weit weniger Strom verbrauchen.

Eine Reduzierung des Stromverbrauchs von GPS-Chips könnte nicht nur die Akkulaufzeit von Smartphones und Tablets verlängern, sondern es könnte auch praktischer werden, GPS-Funktionen zu mehr Geräten hinzuzufügen, einschließlich stromsparender Fernsensoren.

Der größte Stromfresser in einem Smartphone ist der GPS-Chip. Es kann 30 Sekunden dauern, bis diese Komponente nur die Satellitendaten erfasst, die erforderlich sind, um die Informationen zu erhalten, die sie für eine anfängliche Standortbestimmung benötigt. Es muss dann die heruntergeladenen Codes durchblättern, um seinen Standort genau zu berechnen.



Microsoft-Forscher reduzierten diesen Stromverbrauch drastisch, indem sie einen Teil der Arbeit in die Cloud verlagerten. Jie Liu , ein leitender Forscher bei Microsoft Research, und sein Team haben ein GPS-System entwickelt, das nur wenige Millisekunden der wichtigsten Informationen von Satelliten sammelt. Diese Daten werden dann mit anderen wichtigen Informationen aus öffentlichen Online-Datenbanken wie Satellitentrajektorien und Erdhöhenwerten kombiniert, um die vergangenen Standorte des Geräts zu berechnen. Die Datenfusion und Standortberechnungen erfolgen jedoch auf einem Remote-Server.

Den Ansatz nennen die Forscher Cloud-Offloaded GPS, das von ihnen entwickelte System CLEO (Cultivating the Long tail in Environmental Observations). Gemäß Forschung präsentiert letzten Monat in Toronto auf der SenSys 2012 Konferenz kann CLEO anderthalb Jahre lang eine kontinuierliche GPS-Erfassung durchführen, die effizient genug ist, um mit nur zwei AA-Batterien versorgt zu werden.

In einem typischen Mobiltelefon, sagt Liu, würde die kontinuierliche GPS-Erfassung den Akku des Geräts in etwa sechs Stunden durchbrennen. (In der Praxis tragen Daten von Wi-Fi-Basisstationen und Mobilfunkmasten zu Standortinformationen in Mobiltelefonen bei, sodass GPS nicht immer die ganze Schwerarbeit übernimmt.)

CLEO wurde für Tierverfolgungssysteme entwickelt, die Bewegungsdaten im Laufe der Zeit erfassen können und ihre Daten nicht sofort in die Cloud übertragen. Aber Liu sagt, dass dieser Ansatz in ein internetfähiges Gerät integriert werden könnte, um Energie und Zeit zu sparen, wenn GPS verwendet wird.

Microsoft ist nicht der Einzige, der versucht, GPS-Systeme energieeffizienter zu machen. Das Schweizer Unternehmen U-blox hat GPS-Chips nach ähnlichen Prinzipien entwickelt. Chris Marshall, Produktmanager bei U-blox und ehemaliger Chief Technology Officer von Geotate, einem 2009 von U-blox übernommenen Low-Power-GPS-Unternehmen, sagt, dass sich die kommerziellen GPS-Systeme des Unternehmens in Echtzeit mit Netzwerken verbinden können. Die Verarbeitung könne je nach gewünschtem Produktkonzept entweder auf einem Server oder einem mit dem Internet verbundenen PC oder Tablet erfolgen, so Marshall.

Darüber hinaus haben Forscher des MIT, Duke und der University of Southern California Signalverarbeitung und andere technische Tricks entwickelt, um Ortungsdienste, die GPS verwenden, schneller und letztendlich energieeffizienter zu machen.

Liu von Microsoft glaubt, dass GPS-Systeme mit geringem Stromverbrauch auf Mobiltelefonen eine kontinuierliche Standorterfassung ermöglichen könnten, was das Gerät intelligenter machen könnte. Sie könnten sich beispielsweise für einen Dienst entscheiden, der zu einer Datenbank der Lärmbelastung in Ihrer Stadt beiträgt. Wenn Ihr Smartphone Ihre Fahrgewohnheiten aufzeichnet, erhalten Sie möglicherweise maßgeschneiderte Wegbeschreibungen oder Suchergebnisse basierend auf Ihren üblichen Weg- oder Wegbeschreibungen.

Diese kontinuierlichen Standorterfassungsanwendungen haben einen hohen Wert, und heute tun wir das nicht, sagt Liu.

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