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Die heißeste Technologie, die nicht auf der CES zu sehen ist: Smart Radio Chips
Jenseits des Glanzes der International Consumer Electronics Show steht die Mobilfunkbranche vor einem grundlegenden Problem: Mehr Funktionen und eine schnellere Datenübertragung entladen die Akkus der Telefone schneller denn je.
Energiesparmodus: Der in diesem Modell gezeigte Funksenderchip passt die Spannung im laufenden Betrieb an und reduziert so den Strombedarf.
Glücklicherweise gibt es innerhalb der Geräte Raum für Verbesserungen, in Teilen, die als Leistungsverstärker bekannt sind, die Strom in Funkenergie umwandeln. In Telefonen verbrauchen sie normalerweise mehr Strom als jede andere Komponente, verschwenden jedoch die Hälfte davon, da viele Leute bestätigen können, dass ihr Akku nach einer Stunde Videostreaming leer wurde (und ihr Telefon warm wurde). Das gleiche Problem beschäftigt die Basisstationen von drahtlosen Netzwerken, die Signale an und von einzelnen Telefonen senden und empfangen.
Jetzt werden große Anstrengungen unternommen, um intelligentere Leistungsverstärker zu entwickeln, die den Abfall erheblich reduzieren. Und Geräte , ein Spin-off des MIT mit Sitz in Cambridge, Massachusetts, bereitet ein Basisstationsmodul und einen Chip vor, die nicht nur den Batterieverbrauch verringern, sondern auch in Anwendungen mit hoher Bandbreite für 4G LTE und zukünftige ultraschnelle Technologien gut funktionieren.
Das grundlegende Problem besteht darin, dass die für die Funkausgabe benötigte Leistung schnell schwankt, wenn ein Gerät Daten mit hohen Raten überträgt. Vorhandene Leistungsverstärker halten ihre Spannung jederzeit auf einem ziemlich hohen Niveau, um für Spitzenanforderungen gerüstet zu sein – aber das ist verschwenderisch. Neuere Ansätze passen diesen Pegel im laufenden Betrieb an, indem sie der Hüllkurve des tatsächlichen Funksignals folgen.
Solche Envelope-Tracking- oder ET-Technologien sind die heißeste Hardwareentwicklung in der Mobiltelefonindustrie. Im vergangenen Herbst war Qualcomm das erste Unternehmen, das einen Chip mit einer solchen Technologie auf den Markt brachte, der nach eigenen Angaben der branchenweit erste für 3G- und 4G-LTE-Mobilgeräte ist.
Das Unternehmen sagt, dass der Chip dazu beiträgt, den Stromverbrauch um 20 Prozent zu senken und ein damit verbundenes Problem – die Wärmeentwicklung – um bis zu 30 Prozent zu reduzieren, was eine längere Batterielebensdauer für Endbenutzer ermöglicht und es den Herstellern ermöglicht, die Größe ihrer Geräte zu verkleinern. sagt Peter Carson, Senior Director of Marketing bei Qualcomm.
Der Envelope Tracker ist bereits in 10 Telefonen enthalten, darunter das Samsung Galaxy Note 3 und das Nexus 5. Viele andere Komponentenhersteller versuchen, aufzuholen, darunter Mediatek , HF-Mikrogeräte , Skyworks , Texas Instruments , Analoge Geräte , Nujira , und Eta-Geräte.
Die Schwierigkeit bei ET besteht jedoch darin, dass seine Effizienz bei höheren Datenraten sinkt. Hüllkurven-Tracker erfordern häufig einen relativ großen Kondensator, um Energiestöße zu speichern und freizugeben, während gleichzeitig sanfte und kontinuierliche Spannungsänderungen aufrechterhalten werden.
Eta Devices verfolgt einen radikal anderen Ansatz und bevorzugt schnelle, abrupte Änderungen mit einem kleineren Kondensator. Die Verwendung eines kleineren Kondensators ist effizienter; Der Nachteil ist, dass die Energieänderungen mehr Rauschen in einem drahtlosen Signal verursachen. Dieses Problem wird durch modernste digitale Signalverarbeitung überwunden, sagt Joel Dawson, einer von zwei MIT-Professoren für Elektrotechnik, die das Unternehmen mitbegründet haben.
Mattias Åström, der Präsident des Unternehmens, greift nach einer automobilen Analogie, um die beiden Ansätze zu vergleichen. Die Hüllkurvenverfolgung ist im Grunde ein stufenloses Getriebe, verglichen mit unserem Schaltgetriebe, sagt er. Der Kraftstoffverbrauch ist immer besser, wenn Sie ein Schaltgetriebe haben.
Die Arbeit des Unternehmens wurde noch nicht veröffentlicht und der Chip wird jetzt zum ersten Mal hergestellt, aber das Konzept wurde für Basisstationen entwickelt und könnte noch in diesem Jahr kommerzialisiert werden. Das Eta-Modul, etwas kleiner als ein Schuhkarton, ist der erste 4G-LTE-Sender der Welt, der eine durchschnittliche Effizienz von mehr als 70 Prozent erreicht, ein großer Sprung von 45 auf 55 Prozent in der derzeit verfügbaren Technologie, sagt Dawson.
Vanu , ein Unternehmen, das drahtlose Basisstationen mit geringem Stromverbrauch herstellt (siehe A Tiny Cell-Phone Transmitter Takes Root in Rural Africa ), testet die Technologie und könnte ein früher Kunde werden. Wir glauben, dass uns dies sowohl einen „grünen“ Vorteil als auch einen Betriebskostenvorteil verschaffen kann, sagt David Bither, Direktor für Plattformentwicklung bei Vanu.
Das Ergebnis könnte sein, die Konnektivität zu erweitern und sie für mehr Menschen in den Entwicklungsländern erschwinglich zu machen, wo teurer Dieselkraftstoff mindestens 640.000 abgelegene Basisstationen mit Kosten von 15 Milliarden US-Dollar antreibt.
Die Eta-Technologie wurde erstmals Ende 2012 als Labor-Bench-Setup vorgestellt (siehe Effizienz-Durchbruch verspricht Smartphones, die halb so viel Strom verbrauchen). Das Unternehmen wurde mit 6 Millionen US-Dollar von Ray Stata, dem Mitbegründer von ., finanziert Analoge Geräte , und seine Venture-Firma Stata Venture Partners.