La tecnología más novedosa que no se exhibe en el CES: chips de radio inteligentes

Más allá del brillo del International Consumer Electronics Show, la industria inalámbrica se enfrenta a un problema fundamental: más funciones y una transmisión de datos más rápida están agotando las baterías de los teléfonos más rápido que nunca.

Ahorro de batería: El chip del transmisor de radio que se muestra en esta maqueta ajusta el voltaje sobre la marcha, reduciendo la demanda de electricidad.

Afortunadamente, hay margen de mejora dentro de los dispositivos, en partes conocidas como amplificadores de potencia que convierten la electricidad en energía de radio. En los teléfonos, por lo general consumen más energía que cualquier otro componente, pero desperdician la mitad en el camino, como muchas personas pueden atestiguar si han visto cómo se agota la batería (y su teléfono se calienta) después de una hora de transmisión de video. El mismo problema aqueja a las estaciones base de las redes inalámbricas, que envían y reciben señales desde y hacia teléfonos individuales.

Ahora se está realizando un gran esfuerzo para desarrollar amplificadores de potencia más inteligentes que reduzcan significativamente el desperdicio. Y dispositivos , una empresa derivada del MIT con sede en Cambridge, Massachusetts, está preparando un módulo de estación base y un chip que, según dice, no solo reduce el consumo de batería, sino que también funciona bien en aplicaciones de gran ancho de banda para 4G LTE y futuras tecnologías ultrarrápidas.

El problema fundamental es que la potencia necesaria para la salida de radio fluctúa rápidamente cuando un dispositivo transmite datos a altas velocidades. Los amplificadores de potencia existentes mantienen su voltaje a un nivel bastante alto en todo momento para estar preparados para las necesidades máximas, pero esto es un desperdicio. Los enfoques más nuevos ajustan ese nivel sobre la marcha, siguiendo la envolvente de la señal de radio real.

Estas tecnologías de seguimiento de sobres, o ET, son el desarrollo de hardware más novedoso en la industria de la telefonía móvil. El otoño pasado, Qualcomm se convirtió en la primera empresa en enviar un chip con dicha tecnología, que dice es el primero de la industria para dispositivos móviles 3G y 4G LTE.

La compañía dice que el chip ayuda a reducir el consumo de electricidad en un 20 por ciento y ayuda a reducir un problema relacionado, la generación de calor, hasta en un 30 por ciento, lo que permite una mayor duración de la batería para los usuarios finales y permite a los fabricantes reducir el tamaño de sus dispositivos. dice Peter Carson, director senior de marketing de Qualcomm.

El rastreador de sobres ya está en 10 teléfonos, incluidos el Samsung Galaxy Note 3 y Nexus 5. Muchos otros fabricantes de componentes están luchando por ponerse al día, incluidos Mediatek , Microdispositivos de RF , Skyworks , Instrumentos Texas , Dispositivos analógicos , Nujira y Eta Devices.

Sin embargo, la dificultad con ET es que su eficiencia se desploma a velocidades de datos más altas. Los rastreadores de envolvente a menudo requieren un condensador relativamente grande para almacenar y liberar ráfagas de energía mientras mantienen cambios de voltaje suaves y continuos.

Eta Devices adopta un enfoque radicalmente diferente, favoreciendo cambios rápidos y abruptos con un condensador más pequeño. Usar un condensador más pequeño es más eficiente; la desventaja es que los cambios de energía provocan más ruido en una señal inalámbrica. Ese problema se supera mediante el procesamiento de señales digitales de vanguardia, dice Joel Dawson, uno de los dos profesores de ingeniería eléctrica del MIT que cofundó la empresa.

Mattias Åström, el presidente de la compañía, busca una analogía automotriz para comparar los dos enfoques. El seguimiento de envolvente es básicamente una transmisión variable continua, en comparación con nuestra caja de cambios manual, dice. El consumo de combustible siempre es mejor cuando tienes una caja de cambios manual.

El trabajo de la empresa no se ha publicado y el chip se está fabricando ahora por primera vez, pero el concepto se ha desarrollado para estaciones base y puede comercializarse este año. El módulo Eta, un poco más pequeño que una caja de zapatos, es el primer transmisor 4G LTE del mundo en lograr una eficiencia promedio superior al 70 por ciento, un gran salto del 45 al 55 por ciento en la tecnología disponible actualmente, dice Dawson.

Vanu , una empresa que fabrica estaciones base inalámbricas de baja potencia (consulte Un pequeño transmisor de teléfono celular se arraiga en el África rural), está probando la tecnología y puede convertirse en uno de los primeros clientes. Creemos que esto puede brindarnos un beneficio 'ecológico', así como una ventaja en los costos operativos, dice David Bither, directo de ingeniería de plataformas en Vanu.

El resultado podría ser expandir la conectividad y hacerla asequible para más personas en el mundo en desarrollo, donde el costoso combustible diesel alimenta al menos 640,000 estaciones base remotas a un costo de $ 15 mil millones.

La tecnología Eta se reveló por primera vez como una configuración de banco de laboratorio a fines de 2012 (consulte Efficiency Breakthrough Promises Smartphones que usan la mitad de la energía). La compañía fue financiada con $ 6 millones de Ray Stata, cofundador de Dispositivos analógicos y su empresa de riesgo, Stata Venture Partners.

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