Давайте подумаем вместе над вопросом об расходе ресурсов аккумулятора при использовании пакетных сервисов с помощью технологий GPRS\EDGE.
Почему при активном использовании GPRS/EDGE сервисов, батарея мобильного аппарата «садится» намного быстрее, чем при использовании голосовых сервисов?
Чтобы ответить на этот вопрос нам необходимо вспомнить как происходит доступ к пакетной сети оператора со стороны абонента. Первым делом абонент должен произвести процедуру GPRS Attach (либо Combined Attach — одновременное подключение как к голосовым, так и к пакетным сервисам), т.е. абонент должен пройти авторизацию и аутентификацию на сети оператора — более детально эти процедуры описаны в статье: GPRS изнутри. Часть 2. При этом если абонент, не начинает активировать PDP Context'ов, то он находится в т.н. Idle состоянии. В этом состоянии абонент пока еще не может принимать, либо отправлять данные через пакетную сеть*, чтобы начать отправлять/принимать данные ему необходимо активировать хотя бы один PDP Context.
Исходя из всего вышесказанного, чтобы определить уровни использования аккумулятора устройства абонента, нам необходимо рассматривать две ситуации:
Рассмотрим первый случай… в этой ситуации т.к. абонент не передает и не принимает никаких пакетных данных, а лишь может обновлять свое местоположение в пакетной сети оператора, а значит аппарат абонента может передавать в сеть лишь служебные данные, т.е. мы можем сравнить потребление батареи мобильного терминала в дополнение к использованию голосовых сервисов. Вот здесь(en) есть описание небольшого эксперимента в котором выясняли насколько возрастет расход батареи мобильного аппарата, если постоянно быть подключенным к пакетной сети оператора, т.е. находиться в GPRS/EDGE Attach'e, но при этом не активировать PDP Context'ы.
Из этого эксперимента мы видим, что расход аккумулятора практически не меняется при постоянном нахождении абонента в GPRS Attach'е, т.к. мобильный терминал практически не использует радиосеть и не передает активных данных оператору.
С другой стороны мы знаем, что при использовании пакетных данных довольно сильно возрастает потребление аккумуляторной батареи аппарата по сравнению с использованием голосовых сервисов. Это объясняется в первую очередь тем, что под пакетные сервисы на базовой станции может быть выделено несколько тайм-слотов (TS), в для голосовых сервисов вполне «хватает» 1 TS.
Давайте взглянем на схему выделения радиоресурсов на стороне базовой станции под пакетные данные. Как известно существует максимально 8 тайм-слотов на одном TRX'е соты, но при этом они динамически разделяются между пакетными и голосовыми сервисами с приоритетом в сторону голосовых сервисов (экстренные вызовы, etc.)
![image](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/geektimes/post_images/e40/18b/4f5/e4018b4f589480aa9212ecb3f6d87a0d.jpg)
Естественно, что чем больше TS выделится одному абоненту на одном TRX'е, тем большая скорость ему будет предоставлена + на скорость будет также влиять схема кодирования потока данных (см. таблицу* ниже).
Таким образом мы выяснили, что используя пакетные данные абоненту может быть выделено больше TS на стороне базовой станции, что в свою очередь приведет к увеличению энергии, необходимой для приема данных на мобильном терминале абонента и как следствие, этот факт увеличивает расход аккумулятора.
Именно поэтому при использовании пакетных сервисов на основании технологий GPRS/EDGE значительно увеличивается расход батареи мобильного терминала.
P.S.: естественно, что при рассмотрении мы приняли несколько упрощений и допущений, например не стали рассматривать режимы работы TRX на стороне базовой станции — EFR [Enhanced Full Rate], HFR [Half Rate], которые могут «дробить» сам тайм-слот на 8 или 16-килобитные «отрезки», предоставляя определенное качество передачи речи; мы также не стали рассматривать типы TS, выделяемых под пакетную передачу и механизмы распределения этих радиоресурсов, но я думаю общая задумка и объяснение различий в использовании пакетных и голосовых сервисов очевидна.
Почему при активном использовании GPRS/EDGE сервисов, батарея мобильного аппарата «садится» намного быстрее, чем при использовании голосовых сервисов?
Чтобы ответить на этот вопрос нам необходимо вспомнить как происходит доступ к пакетной сети оператора со стороны абонента. Первым делом абонент должен произвести процедуру GPRS Attach (либо Combined Attach — одновременное подключение как к голосовым, так и к пакетным сервисам), т.е. абонент должен пройти авторизацию и аутентификацию на сети оператора — более детально эти процедуры описаны в статье: GPRS изнутри. Часть 2. При этом если абонент, не начинает активировать PDP Context'ов, то он находится в т.н. Idle состоянии. В этом состоянии абонент пока еще не может принимать, либо отправлять данные через пакетную сеть*, чтобы начать отправлять/принимать данные ему необходимо активировать хотя бы один PDP Context.
* — на самом деле, единственным доступным сервисом, доступ к которому может получить абонент после совершения процедуры GPRS Attach, является передача коротких сообщений через пакетную сеть оператора — SMS over GPRS. Более подробно об этом сервисе можно прочесть в статье Запасной путь для SMS.
Исходя из всего вышесказанного, чтобы определить уровни использования аккумулятора устройства абонента, нам необходимо рассматривать две ситуации:
- когда абонент находится в GPRS Attach, но не активировал ни одного PDP Context'а
- когда абонент находится в GPRS Attach, и активировал хотя бы один PDP Context
GPRS Attach, no PDP Context activated
Рассмотрим первый случай… в этой ситуации т.к. абонент не передает и не принимает никаких пакетных данных, а лишь может обновлять свое местоположение в пакетной сети оператора, а значит аппарат абонента может передавать в сеть лишь служебные данные, т.е. мы можем сравнить потребление батареи мобильного терминала в дополнение к использованию голосовых сервисов. Вот здесь(en) есть описание небольшого эксперимента в котором выясняли насколько возрастет расход батареи мобильного аппарата, если постоянно быть подключенным к пакетной сети оператора, т.е. находиться в GPRS/EDGE Attach'e, но при этом не активировать PDP Context'ы.
Из этого эксперимента мы видим, что расход аккумулятора практически не меняется при постоянном нахождении абонента в GPRS Attach'е, т.к. мобильный терминал практически не использует радиосеть и не передает активных данных оператору.
GPRS Attach, at least one PDP Context activated
С другой стороны мы знаем, что при использовании пакетных данных довольно сильно возрастает потребление аккумуляторной батареи аппарата по сравнению с использованием голосовых сервисов. Это объясняется в первую очередь тем, что под пакетные сервисы на базовой станции может быть выделено несколько тайм-слотов (TS), в для голосовых сервисов вполне «хватает» 1 TS.
Давайте взглянем на схему выделения радиоресурсов на стороне базовой станции под пакетные данные. Как известно существует максимально 8 тайм-слотов на одном TRX'е соты, но при этом они динамически разделяются между пакетными и голосовыми сервисами с приоритетом в сторону голосовых сервисов (экстренные вызовы, etc.)
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/e40/18b/4f5/e4018b4f589480aa9212ecb3f6d87a0d.jpg)
Естественно, что чем больше TS выделится одному абоненту на одном TRX'е, тем большая скорость ему будет предоставлена + на скорость будет также влиять схема кодирования потока данных (см. таблицу* ниже).
Channel Coding | CS1 | CS2 | CS3 | CS4 |
Single TS date rate, kbit/s | 9,05 | 13,40 | 15,60 | 21,40 |
8 TS date rate, kbit/s | 72,00 | 107,20 | 124,80 | 171,20 |
* — в таблице приведены основные схемы кодирования для технологии GPRS.
Таким образом мы выяснили, что используя пакетные данные абоненту может быть выделено больше TS на стороне базовой станции, что в свою очередь приведет к увеличению энергии, необходимой для приема данных на мобильном терминале абонента и как следствие, этот факт увеличивает расход аккумулятора.
Именно поэтому при использовании пакетных сервисов на основании технологий GPRS/EDGE значительно увеличивается расход батареи мобильного терминала.
P.S.: естественно, что при рассмотрении мы приняли несколько упрощений и допущений, например не стали рассматривать режимы работы TRX на стороне базовой станции — EFR [Enhanced Full Rate], HFR [Half Rate], которые могут «дробить» сам тайм-слот на 8 или 16-килобитные «отрезки», предоставляя определенное качество передачи речи; мы также не стали рассматривать типы TS, выделяемых под пакетную передачу и механизмы распределения этих радиоресурсов, но я думаю общая задумка и объяснение различий в использовании пакетных и голосовых сервисов очевидна.