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So testet connect Ausdauer bei Smartphones

Für die meisten Menschen ist eine lange Betriebszeit ohne Laden das wichtigste Merkmal eines Smartphones. Entsprechend aufwendig ist der connect Ausdauertest.

connect Testlabor

© Hersteller

Wie connect das HTC testet.

Ein Ausdauertest ist im Prinzip einfach. Die nötige Messung der Kapazität eines Akkus und des Stromflusses durch einen Widerstand lernen E-Technik-Studenten im ersten Semester. Und dennoch ist die Ausdauermessung im Testlab die aufwendigste Messung überhaupt.

Denn während man den Verbrauch eines Autos über die nach einer Fahrstrecke nachzufüllende Spritmenge bestimmen kann, ist beim Smartphone von außen nicht genau feststellbar, wie viel Energie es im Betrieb konsumiert. Da die meisten Smartphones einen fest verbauten Akku besitzen, gilt es zunächst, das Gehäuse zu öffnen. Nur so lässt sich ein Messgerät zwischen Akku und Smartphone-Elektronik schalten.

Messgeräte anschließen

Das Öffnen braucht viel Erfahrung. Denn das Gehäuse kann verklebt, über Kunststoffnasen an beliebigen Stellen verriegelt oder mehr oder minder versteckt verschraubt sein. Mit der feindosierten Hitze von Warmluftpistole oder Wärmekissen, mit Gitarrenplektren und Kunststoff- oder Metallspachteln unterschiedlichster Stärke, aber auch mit Uhrmacherschraubenziehern rückt unser Technikspezialist Rolf Korobka jedem Testgerät auf die Pelle.

connect Testlabor Messplatz

© WEKA Media Publishing GmbH

Der Ausdauermessplatz besteht aus mehreren hochgenauen Spannungsversorgungen, per PC steuer- und auslesbaren Digitalmultimetern und natürlich den Mobilfunksimulatoren für GSM, UMTS und LTE.

Ist das Smartphone offen, kommen neue Schwierigkeiten auf ihn zu. Die Steckverbinder des Akkus sind so winzig, dass kein Messinstrument angeschlossen werden kann. Also muss Korobka alternative Anschlussmöglichkeiten finden, oft den Akku selbst öffnen. Ein Kurzschluss reicht dabei, um das energiestrotzende Lithium-Ionen-Pack buchstäblich abzufackeln. Sind die Messkabel gelegt, muss das Smartphone wieder montiert werden, denn die zur Messung nötigen Antennen sitzen häufig im Gehäusedeckel. Um die Messkabel herauszuführen, braucht es eine Öffnung, oft bietet sich die gesteckte Kamera an.

Im nächsten Schritt wird das Smartphone über ein hochgenaues Digital-Multimeter (DMM) an ein Labornetzteil angeschlossen, das die für die Messung nötige stabile Versorgung übernimmt. In vielen Fällen kommunizieren sogenannte intelligente Akkus mit dem Smartphone, um etwa ihre Authentizität zu bestätigen. Ohne Kommunikation verweigert das Smartphone den Betrieb. In solchen Fällen muss der Akku zusätzlich so angeschlossen werden, dass er kommunizieren kann, ohne die Versorgung zu stören.

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Verbrauch im Mobilfunknetz

Als nächstes wird das Smartphone über die als Basisstationen arbeitenden Kommunikationstester CMU 200 (GSM & LTE) und CMW 500 (LTE) von Rohde & Schwarz ins Test-Mobilnetz eingebucht, dann wird das Testprogramm abgearbeitet. Dazu ist das DMM an einen PC angeschlossen, der den Stromverbrauch 1000 Mal pro Sekunde aufzeichnet.

Zunächst stehen Telefongespräche auf dem Programm, wobei in jedem GSM-Band zwei Leistungsklassen, drei Frequenzkanäle jeweils mit und ohne kontinuierlicher Sprachübertragung (DTX on/off), gemessen werden. Die 24 Messungen dauern je 15 Sekunden. Weiter geht es mit UMTS und LTE. Bei 4G messen wir in drei Bändern (800 MHz, 1,8 GHz, 2,6 GHz) bei je zwei Leistungsstufen, bei 5 MHz und wo möglich 20 MHz Bandbreite und bei je zwei Modulationsarten (QPSK/16 QAM, 16 QAM/64 QAM) für Up- und Download.

Smartphone HTC

© Hersteller

Ein ohne Bruch des empfindlichen Displays und Explosion des energiegeladenen Akkus auseinandergenommenes Smartphone ist Voraussetzung zur Messung.

Diese Auswahl der Parameter von Leistungsstufen, Bandbreiten, Modulationsverfahren und anderem beruht auf Untersuchungen des Testlab, welche Parameter welchen Einfluss auf den Verbrauch haben. Damit wurden typische Parametersätze identifiziert. Zudem bietet der jährlich einmal stattfindende Netztest die Möglichkeit auszuwerten, wie oft Smartphones mit welchem Verbindungstyp unterwegs sind. Damit lässt sich vorhersagen, welchen Einfluss Mobilfunkverbindungen auf die Ausdauer haben.

Verbrauch bei typischer Nutzung

Neben dem Funk bestimmt das Nutzungsverhalten den Verbrauch maßgeblich. Daher folgen Verbrauchsmessungen bei typischen Bedienvorgängen wie Wischgesten, Texteingabe, Scrollen und mehr. Wie sich aus den abstrahierten Verbrauchsmessungen reale, typische Nutzungsbedingungen nachvollziehen lassen, hat connect erstmals 2008 über eine zweimonatige Aufzeichnung des Nutzungsverhaltens von über 400 Mobiltelefon-Usern bestimmt.

Drei weitere Verbrauchsstudien und ein Netztest mit parallel durchgeführter Verbrauchsmessung folgten, um das Wissen zu vertiefen und an die neuere Entwicklung anzupassen. Denn am Ende muss im Testverfahren analog zur typischen Nutzung von Smartphones eine Formel gefunden werden, die alle in den Einzeldisziplinen durchgeführten Messungen so bewertet, dass eine typische Ausdauer berechnet werden kann, die den durchschnittlichen Nutzer möglichst genau abbildet.

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