La tecnologia più in voga non in mostra al CES: Smart Radio Chips

Al di là dello sfarzo dell'International Consumer Electronics Show, l'industria wireless deve affrontare un problema fondamentale: più funzionalità e una trasmissione dei dati più veloce stanno scaricando le batterie dei telefoni più velocemente che mai.

Risparmio batteria: Il chip del trasmettitore radio mostrato in questo modello regola la tensione al volo, riducendo la domanda di elettricità.

Fortunatamente, c'è spazio per miglioramenti all'interno dei dispositivi, in parti note come amplificatori di potenza che trasformano l'elettricità in energia radio. Nei telefoni, in genere consumano più energia di qualsiasi altro componente, ma ne sprecano metà lungo il percorso, come molte persone possono attestare se hanno visto la batteria scaricarsi (e il telefono si surriscalda) dopo un'ora di streaming video. Lo stesso problema affligge le stazioni base delle reti wireless, che inviano e ricevono segnali da e verso i singoli telefoni.

Ora è in corso un grande sforzo per sviluppare amplificatori di potenza più intelligenti che riducano significativamente gli sprechi. e dispositivi , uno spinoff del MIT con sede a Cambridge, nel Massachusetts, sta preparando un modulo per stazione base e un chip che non solo riducono il consumo della batteria, ma funzionano bene in applicazioni a banda larga per 4G LTE e future tecnologie ultraveloci.

Il problema fondamentale è che la potenza necessaria per l'uscita radio fluttua rapidamente quando un dispositivo trasmette dati a velocità elevate. Gli amplificatori di potenza esistenti mantengono la loro tensione a un livello abbastanza alto in ogni momento per essere preparati per le esigenze di picco, ma questo è uno spreco. Gli approcci più recenti regolano quel livello al volo, seguendo l'inviluppo del segnale radio effettivo.

Tali tecnologie di rilevamento delle buste, o ET, sono lo sviluppo hardware più caldo nel settore della telefonia mobile. Lo scorso autunno Qualcomm è diventata la prima azienda a fornire un chip con tale tecnologia, che si dice sia la prima del settore per i dispositivi mobili 3G e 4G LTE.

La società afferma che il chip aiuta a ridurre il consumo di elettricità del 20 percento e aiuta a ridurre un problema correlato, la generazione di calore, fino al 30 percento, consentendo una maggiore durata della batteria per gli utenti finali, oltre a consentire ai produttori di ridurre le dimensioni dei loro dispositivi, afferma Peter Carson, direttore senior del marketing di Qualcomm.

Il localizzatore di buste è già presente in 10 telefoni, inclusi il Samsung Galaxy Note 3 e il Nexus 5. Molti altri produttori di componenti stanno cercando di recuperare il ritardo, tra cui Mediatek , Micro dispositivi RF , Skyworks , Texas Instruments , Dispositivi analogici , Nujira e dispositivi Eta.

La difficoltà con ET, tuttavia, è che la sua efficienza scende a velocità di trasmissione dati più elevate. Gli inseguitori di busta spesso richiedono un condensatore relativamente grande per immagazzinare e rilasciare raffiche di energia mantenendo variazioni di tensione regolari e continue.

Eta Devices adotta un approccio radicalmente diverso, favorendo cambiamenti rapidi e improvvisi con un condensatore più piccolo. L'uso di un condensatore più piccolo è più efficiente; lo svantaggio è che i cambiamenti di energia causano più rumore in un segnale wireless. Questo problema viene superato dall'elaborazione del segnale digitale all'avanguardia, afferma Joel Dawson, uno dei due professori di ingegneria elettrica del MIT che hanno cofondato l'azienda.

Mattias Åström, il presidente dell'azienda, cerca un'analogia automobilistica per confrontare i due approcci. L'envelope tracking è fondamentalmente una trasmissione variabile continua, rispetto al nostro cambio manuale, afferma. Il consumo di carburante è sempre migliore quando hai un cambio manuale.

Il lavoro dell'azienda non è stato pubblicato e il chip viene ora fabbricato per la prima volta, ma il concetto è stato sviluppato per le stazioni base e potrebbe essere commercializzato quest'anno. Il modulo Eta, un po' più piccolo di una scatola da scarpe, è il primo trasmettitore 4G LTE al mondo a raggiungere un'efficienza media superiore al 70 percento, un grande salto dal 45 al 55 percento nella tecnologia attualmente disponibile, afferma Dawson.

Vanu , un'azienda che produce stazioni base wireless a bassa potenza (vedi Un minuscolo trasmettitore per telefoni cellulari mette radici nell'Africa rurale), sta testando la tecnologia e potrebbe diventare uno dei primi clienti. Riteniamo che questo possa darci un vantaggio 'verde' e un vantaggio sui costi operativi, afferma David Bither, diretto dell'ingegneria della piattaforma presso Vanu.

Il risultato potrebbe essere quello di espandere la connettività e renderla accessibile a più persone nei paesi in via di sviluppo, dove il costoso carburante diesel alimenta almeno 640.000 stazioni base remote al costo di 15 miliardi di dollari.

La tecnologia Eta è stata rivelata per la prima volta come configurazione da laboratorio alla fine del 2012 (vedi Efficiency Breakthrough Promises Smartphones that use Half the Power). La società è stata finanziata da $ 6 milioni da Ray Stata, cofondatore di Dispositivi analogici , e la sua società di venture capital, Stata Venture Partners.

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