Universalus lustas mobiliesiems telefonams

Kalifornijos universiteto Los Andžele (UCLA) atliktas tyrimas parodė, kad vienas belaidis lustas, vadinamas universaliu lustu, gali būti mobiliuosiuose telefonuose ir kitose belaidžiuose prietaisuose vos per trejus metus, pailgindamas jų bateriją. gyvenimą, suteikiant aptakesnius dizainus ir suteikiant jiems prieigą prie funkcijų, išskyrus „Wi-Fi“, GPS, pasaulinę telefono paslaugą ir „Bluetooth“.

Universalaus belaidžio lusto, galinčio priimti radijo dažnius nuo 800 megahercų iki 6 gigahercų, imtuvo dalies prototipas, todėl mobiliuosiuose įrenginiuose nebereikės kelių lustų, pailgėtų jų baterijos veikimo laikas ir jie būtų mažesni. (Nuotrauka suteikta Asad Abidi, UCLA.)

Šiuolaikiniuose mobiliuosiuose telefonuose gali būti iki šešių belaidžio radijo lustai, kurie siunčia ir priima informaciją elektromagnetinių bangų pavidalu. Kiekvienas lustas turi konkrečią funkciją: vienas yra skirtas veikti korinio ryšio operatoriaus signalo dažniu, o kitas – Wi-Fi, GPS ir Bluetooth dažniams.

Istoriškai inžinieriai sukūrė šiuos lustus veikti tik nedideliame radijo spektro dažnių diapazone. Pavyzdžiui, norint susisiekti su mobiliojo telefono bokštu, lustas gali būti optimizuotas siųsti ir priimti informaciją 900 megahercų dažniu (arba kitu dažniu, priklausomai nuo paslaugų teikėjo). Norint pasiekti „Wi-Fi“ signalą, reikia pridėti atskirą lustą, kad būtų galima susisiekti 2,4 gigahercų dažniu.

Nors kai kurie lustų gamintojai (pavyzdžiui, „Texas Instruments“) sukūrė ir įdiegė trijuosčių ir keturių juostų lustus, galinčius suderinti tris ar keturias skirtingas juostas, sukurti tikrai universalų lustą, galintį pasiekti visus dažnius, tebėra iššūkis. Tačiau paskata yra: telefonas su universaliu lustu gali pasiekti bet kurią spektro paslaugą – nuo ​​vietinės televizijos ir radijo iki „Wi-Fi“ ir „WiMax“ – be to, taupo energiją ir brangią erdvę mažėjančiose programėlėse.

Belaidžiam pasauliui nereikia labiau pritaikytų radijo imtuvų, kuriuos įkišate į ragelį, sako Asadas Abidis , UCLA integrinių grandynų ir sistemų profesorius ir vadovaujantis universalaus lusto projekto tyrėjas. Vietoj to jam reikia vieno universalaus radijo, kuris būtų toks bendras ir toks lankstus, kad galėtų priimti televizorių, „Bluetooth“ ryšius ir belaidį internetą.

Šis universalus lustas suteiktų lankstumo, panašaus į automobilio radijo imtuvą, leidžiantį nepaisyti daugumos stočių ir nustatyti tik vieną dažnį. Komandos lusto dizainas, pristatytas vasario mėn. Tarptautinėje kietojo kūno grandinių konferencijoje San Franciske, yra darbas, kuriuo siekiama sukurti tikrą derinamą radiją, sako Billas Krenikas, „Texas Instruments“ belaidžių pažangių architektūrų vadovas. Abidi sukūrė lustą, galintį pasiekti visus gaunamus radijo signalus, kurių dažnis yra nuo 800 megahercų iki 5 gigahercų.

UCLA komandos darbas remiasi technologine koncepcija, vadinama programinės įrangos apibrėžtu radiju arba SDR. Pirmą kartą dešimtojo dešimtmečio pradžioje pasiūlė Joe Mitola iš Mitre Corporation, SDR yra pagrįsta visų įeinančių radijo signalų (kurie yra elektromagnetinės bangos ir todėl analoginiai) pavertimo skaitmeniniais koncepcija. vienas smėlis 0 s. Tai leistų grandinės programinei įrangai rūšiuoti skirtingas dažnių juostas ir pasirinkti dominančią. Naudojant programinę įrangą, nereikia sukurti ir pridėti konkretų radiją kiekvienai juostai.

Universali radijo antena priima įvairius oru sklindančius signalus – vieni stiprūs, kiti silpni – ir visi skirtingais dažniais. Kad kiekvienas analoginis signalas būtų konvertuojamas į skaitmeninę formą, lustui reikės analoginio į skaitmeninį keitiklio, kuris sudegintų kelis šimtus vatų galios, sako Abidi – per daug nešiojamam įrenginiui.

Todėl jo komanda naudojo modifikuotą SDR versiją, kuri išnaudoja tai, kad ne visus įeinančius signalus reikia konvertuoti iš karto. Pasak jo, žmonės dažniausiai domisi tik vienu kanalu vienu metu, pavyzdžiui, naudojasi „Wi-Fi“ ryšiu arba kalba tam tikru dažniu korinio ryšio tinkle. Taigi mokslininkai į savo grandinę įtraukė įrenginio tipą, kuris anksčiau buvo naudojamas tik neaiškiose programose, galintį ištirti platų radijo dažnių diapazoną, pasirinkti dominančią juostą ir ją pabrėžti, o kitus nesureikšminti. Iš esmės šis įrankis, kurį inžinieriai vadina plačiajuosčiu anti-aliasing įrenginiu, gali pasiekti spektrą ir sutelkti dėmesį į vieną juostą, todėl tik nedidelius analoginės informacijos kiekius reikia konvertuoti į skaitmeninį signalą. Į grandinę įtraukus juostos parinkimą, konvertavimas iš analoginio į skaitmeninį sunaudoja tik dešimtis milivatų galios, sako Abidi.

Jis pažymi, kad jų pažanga buvo šio anksčiau mažai naudoto plačiajuosčio anti-aliasing įrenginio potencialo pripažinimas ir jo integravimas su kitais plačiajuostės grandinės komponentais, kad būtų sukurtas pilnas imtuvas. Jis aiškina, kad ši koncepcija egzistavo jau kurį laiką, tačiau niekas nematė, koks galingas jis būtų programinės įrangos nustatytoms radijo programoms.

Lustas, rūšiuojantis gaunamus signalus, pvz., Abidi, yra tokia technologija, kuri gali padėti SDR tapti realybe mobiliuosiuose telefonuose, sako Bruce'as Fette'as, bendrovės „General Dynamics C4 Systems“, kuriančios didelę programinę įrangą. radijo įranga kariniam naudojimui. Jo teigimu, SDR idėja tampa patrauklesnė mobiliųjų įrenginių pramonei, nes ji suteikia daug daugiau lankstumo atliekant vieno įrenginio funkcijas, pradedant nuo to paties mobiliojo telefono naudojimo visame pasaulyje iki PDA atrakinimo. tavo automobilio dureles.

Abidi sako, kad dar reikia atlikti daugiau tyrimų, kol lustas bus paruoštas komerciniam naudojimui. Viena vertus, jo komanda išsprendė tik konversijos problemą įeinantys analoginius į skaitmeninius signalus per tokį platų dažnių diapazoną. Belaidžiai įrenginiai taip pat turi perduoti an išeinantis analoginis signalas. Tikrai universalus lustas turės konvertuoti išeinančius signalus iš skaitmeninės į analoginę formą panašiai plačiu dažnių diapazonu.

Vis dėlto jo komanda išsprendė sunkiausią problemos dalį kreipdamasi į gavėją, sako Abidi. Įeinantys signalai yra daug sudėtingesni, nes su imtuvu klausaisi viso pasaulio, sako jis, o su siųstuvais nesusiduri su nepageidaujamais signalais.

Krenikas priduria, kad nors „Adibi“ pažanga neišsprendžia visų pramonės problemų, ji sudaro tvirtą pagrindą tolesniam darbui siekiant SRD.

Abidi ir jo komanda tikisi išlyginti likusias technines problemas su savo universaliu lustu iki vasaros pabaigos. Jis sako, kad iš ten bus pradėtas naudoti kitų tyrėjų, kurie kuria skaitmeninį procesorių ir SDR programinę įrangą, darbas. Abidi apskaičiavo, kad visi šie kūriniai bus sukurti prototipui kažkada kitais metais. Ir, anot jo, universalus lustas gali būti nešiojamuose belaidžiuose įtaisuose per trejus ar penkerius metus.

Pagrindinio puslapio nuotrauka – Asad Abidi, UCLA. Antraštė: Universalaus belaidžio lusto, galinčio priimti radijo dažnius nuo 800 megahercų iki 6 gigahercų, imtuvo dalies prototipas, todėl mobiliuosiuose įrenginiuose nereikės kelių lustų, pailgėtų jų baterijos veikimo laikas ir sumažintų juos.

paslėpti