211service.com
Telefony komórkowe WiMAX coraz bliżej rzeczywistości
WiMAX, podrasowany następca standardu bezprzewodowego Wi-Fi, może znacznie zwiększyć ilość informacji, które telefony komórkowe i inne urządzenia mobilne mogą pobierać z powietrza. Jednak do niedawna skomplikowana technologia antenowa potrzebna do wysyłania i odbierania sygnałów WiMAX powodowała duże obciążenie baterii urządzenia mobilnego.
Teraz, gdy branża telekomunikacyjna ustaliła ostateczne specyfikacje WiMAX, w tym przepisy dotyczące wydajności energetycznej, producenci badają sposoby na zbudowanie energooszczędnych chipów potrzebnych do zapewnienia opłacalności konsumenckich urządzeń WiMAX.
Urządzenia podręczne z obsługą WiMAX byłyby w stanie uzyskać dostęp do większej przepustowości niż tradycyjne sieci komórkowe, umożliwiając szybsze przesyłanie strumieniowe multimediów i pobieranie z Internetu. Co więcej, telefony WiMAX korzystające z protokołu Voice over Internet Protocol (VoIP) mogą zrzucać mniej połączeń i pracować w odległości do 50 kilometrów od stacji bazowych, w porównaniu z 16 kilometrami dla sieci komórkowych i zaledwie 100 metrami Wi-Fi.
Niektóre telefony są już wyposażone w chip Wi-Fi i oprócz sieci komórkowych mogą uzyskiwać dostęp do lokalnych hotspotów Wi-Fi. Jednak zasięg Wi-Fi jest nierówny – podczas gdy sygnały WiMAX wysyłane z centralnych wież mogą pokrywać całe obszary metropolitalne. Ponadto sygnały WiMAX mogą przenosić 70 megabitów danych na sekundę – ponad trzy razy więcej niż w przybliżeniu 20 megabitów z Wi-Fi i znacznie przewyższają 300 kilobitów w sieciach komórkowych.
Jak dotąd tylko garstka firm w dużych miastach USA korzysta z technologii WiMAX, korzystając ze sprzętu zainstalowanego przed sfinalizowaniem najnowszych standardów. W grudniu 2005 r Instytut Elektroników i Elektryków (która stworzyła standard WiFi (802.11)) uzgodniła specyfikacje techniczne mobilnego WiMAX. Obecnie duże firmy, w tym Intel, Alcatel i Qualcomm, dążą do opracowania stacji bazowych i technologii chipsetów zgodnych z WiMAX. Ponadto w ciągu najbliższych kilku miesięcy Forum WiMAX , konsorcjum firm produkujących i wdrażających sprzęt WiMAX, rozpocznie testowanie i zatwierdzanie produktów mobilnych, mówi Jeff Orr, dyrektor marketingu forum.
Podobnie jak większość chipów do telefonów komórkowych, chipsety WiMAX mają dwie połówki: jedna wysyła i odbiera sygnały radiowe, a druga przetwarza te sygnały. Sierra Monolithics Redondo Beach w Kalifornii specjalizuje się w wytwarzaniu częstotliwości radiowej chipsetu WiMAX, która wysyła sygnały z telefonu i odbiera je ze stacji bazowej. Na początku 2007 r. firma planuje dostarczać chipsety komunikacyjne, które wydłużają żywotność baterii urządzeń podręcznych WiMAX do tego samego zakresu, co urządzenia komórkowe, w tym tradycyjnie energochłonne telefony dwuzakresowe używane przez międzynarodowych podróżników.
W przeciwieństwie do chipsetów komórkowych, które mają dostęp tylko do wąskiego pasma widma radiowego, często spowalniając pobieranie, chipsety WiMAX są zaprojektowane do dostrajania się i przetwarzania szerszych obszarów widma radiowego. Gromadzenie i przetwarzanie większej ilości widma radiowego wymaga jednak większej mocy, ponieważ należy posortować więcej częstotliwości.
Ponadto większość urządzeń WiMAX wykorzystuje technologię antenową o nazwie MIMO (Multiple Input, Multiple Output), która wykorzystuje więcej niż jedną antenę do jednoczesnego zbierania i wysyłania większej ilości informacji na większe odległości, a do sortowania zebranych informacji potrzebne są algorytmy przetwarzania sygnału wymagające dużej mocy. za pośrednictwem połączeń MIMO.
Problem z zasilaniem jest jeszcze bardziej poważny dla producentów, którzy chcą budować chipy do wielozakresowego telefonu WiMAX do użytku w różnych częściach świata. Każdy region, taki jak Stany Zjednoczone i Azja, przeznacza inną część widma dla WiMAX, a dostęp do wielu pasm zwykle wymaga osobnego chipa dla każdego pasma.
Większość producentów chipów, w tym Sierra Monolithics, rozwiązuje problemy zużycia energii w chipach WiMAX, używając mniejszych tranzystorów, które wymagają mniejszego napięcia do włączania i wyłączania. Ponadto metody algorytmiczne są wykorzystywane do wydajnego kodowania i dekodowania informacji na falach radiowych, zmniejszając część obciążenia poboru mocy przez MIMO. Sierra Monolithics rozwiązuje również problem zużycia energii przez chipsety wielopasmowe, budując jeden chip zdolny do wysyłania i odbierania sygnałów w dwóch najczęściej używanych pasmach dla WiMAX: 2,3-2,7 gigaherca i 3,3-3,8 gigaherca.
WiMAX to bardzo potężny i rozbudowany standard, w którym przepustowość można wybrać dla różnych części świata, wyjaśnia David Rowe, dyrektor ds. technologii w Sierra. Musieliśmy stworzyć układ scalony RF, który może działać wszędzie. Gdyby do rozwiązania problemu wielopasmowego użyto dwóch oddzielnych jednopasmowych chipów, każde radio wymagałoby oddzielnych zestawów obwodów, które działałyby nadmiarowo, marnując energię i rozładowując baterię urządzenia. Połączony obwód Sierry oszczędza miejsce i zużywa mniej niż 300 miliwatów energii, aby uzyskać dostęp do dwóch pasm WiMAX, podczas gdy dwa jednopasmowe chipsety zużywają około 220 miliwatów energii, mówi Matt Pope, wiceprezes ds. linii produktów WiMAX firmy.
Aby osiągnąć jeszcze większą wydajność, mówi Pope, ich inżynierowie chcą przenieść więcej funkcji z chipa przetwarzającego na chip radiowy. Inne firmy, w tym Texas Instruments i Intel, również pracują nad koncepcją, która zmniejszyłaby ilość danych, które muszą być przesyłane między dwoma chipami, oszczędzając w ten sposób energię, mówi Chris Knudsen, dyrektor ds. technologii w Dział rozwiązań WiMAX firmy Intel .
Potrzebne będą zintegrowane technologie mobilne WiMAX, mówi Orr z WiMAX Forum, aby zapewnić niedrogie produkty, które mają również szybszy dostęp do danych – bez wyczerpywania baterii. Konsumenci kupują na przykład więcej smartfonów z możliwością przeglądania sieci, a WiMAX staje się atrakcyjny dla istniejących dostawców usług bezprzewodowych, ponieważ może zachęcić do jeszcze większego korzystania z usług danych cyfrowych, gdzie dostawcy często pobierają opłaty za kilobajt.
Większość z tego, z czym obecnie borykają się operatorzy komórkowi, nie polega na tym, jak wydłużyć minuty czasu rozmowy, ale na zwiększeniu ilości danych [z których korzystają klienci], mówi Orr. Jednak istniejąca infrastruktura komórkowa, która została zbudowana do połączeń głosowych, jest coraz bardziej obciążona danymi. Rozsmakujemy się w rozszerzaniu istniejących możliwości przetwarzania danych i przesyłaniu do nich większej ilości danych – mówi Orr – a to wymaga nowych technologii, takich jak WiMAX.