Power Consumption Of Network Technologies In Modern Smartphones

Abstract

The thesis was assigned by Versine Ltd. and the purpose was to study real-world power consumption of network technologies in modern smartphones. It was measured by connecting the devices to an external voltage source and measuring voltage and amperage independently. Network technologies used were 2G, 3G and Wi-Fi. The power consumption of the specific network technologies was controlled by first measuring the device's power consumption in airplane mode, when all the radio circuits are turned off. The devices were then configured in ways that allowed them to only make a network connection using the desired technology. Measurements were made utilizing maximal transmission and reception bandwidth and also in idle mode. Measurements were also made in varying signal strength conditions. The result of the thesis was that idling on a Wi-Fi or 3G networks uses just as much as transmitting data. In most cases transmission used less energy than idling. 2G was found to be an order of magnitude worse and drawing up to 18 times more power than Wi-Fi or 3G.

Versine Oy:n tilaaman tutkimuksen tarkoitus oli verkkoteknologioiden käytännön tehonkulutuksen mittaaminen älypuhelimissa. Puhelimet kytkettiin tasajännitelähteeseen ja niiden käyttämä teho mitattiin VA-mittauksella. Mitatut teknologiat olivat 2G, 3G sekä Wi-Fi. Verkkoteknologioiden tehonkulutus eristettiin mittaamalla puhelimien tehonkulutus ensin lentokonetilassa, jolloin radiolähettimet olivat pois päältä ja sen jälkeen muuttamalla puhelimen asetuksia siten, että puhelimet saatiin muodostamaan yhteys halutulla teknologialla. Mittaukset tehtiin tyhjäkäyntitilassa sekä maksimaalisilla lähetys- ja vastaanottokaistoilla useissa eri signaaliolosuhteissa. Tulos oli, että sekä Wi-Fi että 3G-verkoissa yhteyden ylläpitäminen vie yhtä paljon energiaa kuin datan lähettäminen. Useimmissa tapauksissa jopa datan lähettäminen kulutti vähemmän energiaa kuin yhteyden ollessa tyhjäkäyntitilassa. 2G oli kertaluokkaa huonompi energiatehokkuudeltaan ja käytti paikoittain jopa 18 kertaa enemmän energiaa kuin Wi-Fi tai 3G.