The increasing complexity of smartphone applications and services necessitate high battery consumption, but the growth of smartphones’ battery capacity is not keeping pace with these increasing power demands. To overcome this problem, researchers gave birth to the Mobile Cloud Computing (MCC) research area. In this paper, we advance on previous ideas, proposing and implementing a Near Field Communication (NFC)-based computation offloading framework. This research is motivated by the advantages of NFC's short distance communication, its better security, and its low battery consumption characteristics. We design a new NFC communication protocol that overcomes the limitations of the default NFC protocol; removing the need for constant user interaction, the one–way communication restraint, and the limit on low data size transfer. Via the implemented framework, parts of mobile applications can be offloaded to other mobile devices or cloudlets equipped with an NFC reader. We present experimental results of the energy consumption and the time duration of computationally and data intensive representative applications: (i) RSA key generation and encryption, (ii) gaming/puzzles, (iii) face detection, (iv) media download from the Internet, and (v) data transferring between the mobile and the cloudlet. We show that when the helper device is more powerful than the device offloading the computations, the execution time of the tasks is reduced. Finally, we show that devices that offload application parts considerably reduce their energy consumption due to the low–power NFC interface and the benefits of offloading.

中文翻译：

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通过升级的 NFC 通信协议将计算卸载到移动设备和 Cloudlets

智能手机应用程序和服务的日益复杂需要高电池消耗，但智能手机电池容量的增长并没有跟上这些不断增长的电力需求。为了克服这个问题，研究人员诞生了移动云计算 (MCC) 研究领域。在本文中，我们推进了先前的想法，提出并实现了基于近场通信 (NFC) 的计算卸载框架。这项研究的动机是 NFC 的短距离通信、更好的安全性和低电池消耗特性的优势。我们设计了一种新的 NFC 通信协议，克服了默认 NFC 协议的局限性；消除对持续用户交互的需要、单向通信限制以及对低数据大小传输的限制。通过实施的框架，部分移动应用程序可以卸载到其他移动设备或配备 NFC 读取器的小云。我们展示了能源消耗和计算和数据密集型代表性应用的持续时间的实验结果：(i) RSA 密钥生成和加密，(ii) 游戏/拼图，(iii) 人脸检测，(iv) 从 Internet 下载媒体，以及 (v) 移动设备和小云之间的数据传输。我们表明，当辅助设备比卸载计算的设备更强大时，任务的执行时间会减少。最后，我们表明，由于低功耗 NFC 接口和卸载的好处，卸载应用程序部件的设备大大降低了能耗。部分移动应用程序可以卸载到配备 NFC 阅读器的其他移动设备或小云。我们展示了能源消耗和计算和数据密集型代表性应用的持续时间的实验结果：(i) RSA 密钥生成和加密，(ii) 游戏/拼图，(iii) 人脸检测，(iv) 从 Internet 下载媒体，以及 (v) 移动设备和小云之间的数据传输。我们表明，当辅助设备比卸载计算的设备更强大时，任务的执行时间会减少。最后，我们表明，由于低功耗 NFC 接口和卸载的好处，卸载应用程序部件的设备大大降低了能耗。部分移动应用程序可以卸载到配备 NFC 阅读器的其他移动设备或小云。我们展示了能源消耗和计算和数据密集型代表性应用的持续时间的实验结果：（i）RSA 密钥生成和加密，（ii）游戏/拼图，（iii）人脸检测，（iv）从互联网下载媒体，以及 (v) 移动设备和小云之间的数据传输。我们表明，当辅助设备比卸载计算的设备更强大时，任务的执行时间会减少。最后，我们表明，由于低功耗 NFC 接口和卸载的好处，卸载应用程序部件的设备大大降低了能耗。我们展示了能源消耗和计算和数据密集型代表性应用的持续时间的实验结果：(i) RSA 密钥生成和加密，(ii) 游戏/拼图，(iii) 人脸检测，(iv) 从 Internet 下载媒体，以及 (v) 移动设备和小云之间的数据传输。我们表明，当辅助设备比卸载计算的设备更强大时，任务的执行时间会减少。最后，我们表明，由于低功耗 NFC 接口和卸载的好处，卸载应用程序部件的设备大大降低了能耗。我们展示了能源消耗和计算和数据密集型代表性应用的持续时间的实验结果：（i）RSA 密钥生成和加密，（ii）游戏/拼图，（iii）人脸检测，（iv）从互联网下载媒体，以及 (v) 移动设备和小云之间的数据传输。我们表明，当辅助设备比卸载计算的设备更强大时，任务的执行时间会减少。最后，我们表明，由于低功耗 NFC 接口和卸载的好处，卸载应用程序部件的设备大大降低了能耗。(iv) 从 Internet 下载媒体，以及 (v) 移动设备和小云之间的数据传输。我们表明，当辅助设备比卸载计算的设备更强大时，任务的执行时间会减少。最后，我们表明，由于低功耗 NFC 接口和卸载的好处，卸载应用程序部件的设备大大降低了能耗。(iv) 从 Internet 下载媒体，以及 (v) 移动设备和小云之间的数据传输。我们表明，当辅助设备比卸载计算的设备更强大时，任务的执行时间会减少。最后，我们表明，由于低功耗 NFC 接口和卸载的好处，卸载应用程序部件的设备大大降低了能耗。