WiMAX-Handys näher an der Realität

WiMAX, der aufgemotzte Nachfolger des WLAN-Standards, könnte die Informationsmenge, die Handys und andere mobile Geräte aus der Luft abrufen können, stark erhöhen. Die aufwändige Antennentechnik zum Senden und Empfangen von WiMAX-Signalen belastete jedoch bis vor kurzem die Akkus von Mobilgeräten stark.

Nachdem sich die Telekommunikationsindustrie nun jedoch auf die endgültigen Spezifikationen für WiMAX, einschließlich der Bestimmungen zur Energieeffizienz, geeinigt hat, suchen die Hersteller nach Wegen, die energieeffizienten Chips zu bauen, die für die Rentabilität von WiMAX-Geräten für Verbraucher erforderlich sind.

WiMAX-fähige Handhelds könnten auf eine größere Bandbreite zugreifen als herkömmliche Mobilfunknetze, was schnelleres Streaming von Medien und Internet-Downloads ermöglicht. Darüber hinaus können WiMAX-Telefone, die Voice over Internet Protocol (VoIP) verwenden, weniger Anrufe abbrechen und bis zu 50 Kilometer von Basisstationen entfernt arbeiten, verglichen mit 16 Kilometern für Mobilfunknetze und nur 100 Meter WLAN.



Einige Telefone sind bereits mit einem WLAN-Chip ausgestattet und können neben Mobilfunknetzen auch auf lokale WLAN-Hotspots zugreifen. Aber die WLAN-Abdeckung ist lückenhaft – während WiMAX-Signale, die von zentralen Türmen ausgestrahlt werden, ganze Ballungsräume abdecken könnten. Darüber hinaus können WiMAX-Signale 70 Megabit Daten pro Sekunde übertragen – mehr als das Dreifache der etwa 20 Megabit von WiFi und weit über die 300 Kilobit in Mobilfunknetzen.

Bisher nutzen nur eine Handvoll Unternehmen in großen US-Städten die WiMAX-Technologie und verwenden dabei Geräte, die vor der Fertigstellung der jüngsten Standards installiert wurden. Im Dezember 2005 wurde die Institut für Elektronik und Elektrotechnik (der den WiFi-Standard (802.11) geschaffen hat) einigten sich auf technische Spezifikationen für mobiles WiMAX. Jetzt drängen große Unternehmen, darunter Intel, Alcatel und Qualcomm, darauf, WiMAX-kompatible Basisstations- und Chipsatz-Technologien zu entwickeln. Auch in den nächsten Monaten wird die WiMAX-Forum , ein Konsortium von Unternehmen, die WiMAX-Geräte herstellen und einsetzen, wird mit der Erprobung und Zulassung mobiler Produkte beginnen, sagt Jeff Orr, Marketingdirektor des Forums.

Wie die meisten Chips für Mobiltelefone bestehen auch WiMAX-Chipsätze aus zwei Hälften: Die eine sendet und empfängt Funksignale, die andere verarbeitet diese Signale. Sierra Monolithics aus Redondo Beach, CA, ist auf die Herstellung des Hochfrequenzteils des WiMAX-Chipsatzes spezialisiert, der Signale vom Telefon sendet und von einer Basisstation empfängt. Bis Anfang 2007 will das Unternehmen Kommunikations-Chipsätze liefern, die die Akkulaufzeit von WiMAX-Handhelds auf den gleichen Bereich wie bei Mobilfunkgeräten verlängern, einschließlich der traditionell stromhungrigen Dualband-Telefone, die von internationalen Reisenden verwendet werden.

Im Gegensatz zu Mobilfunk-Chipsätzen, die nur auf ein schmales Band des Funkspektrums zugreifen können, was Downloads oft verlangsamt, sind WiMAX-Chipsätze darauf ausgelegt, breitere Bereiche des Funkspektrums abzustimmen und zu verarbeiten. Das Sammeln und Verarbeiten eines größeren Funkspektrums erfordert jedoch mehr Leistung, da mehr Frequenzen sortiert werden müssen.

Entropiepfeil der Zeit

Darüber hinaus verwenden die meisten WiMAX-Geräte eine Antennentechnologie namens MIMO (Multiple Input, Multiple Output), die mehr als eine Antenne verwendet, um gleichzeitig mehr Informationen zu sammeln und über größere Entfernungen zu senden, und leistungshungrige Signalverarbeitungsalgorithmen werden benötigt, um die gesammelten Informationen zu sortieren über MIMO-Verbindungen.

Misoprostol Abtreibungspille online

Für Hersteller, die Chips für Multiband-WiMAX-Telefone für den Einsatz in verschiedenen Teilen der Welt bauen wollen, ist das Stromproblem noch gravierender. Jede Region, wie die Vereinigten Staaten und Asien, reserviert einen anderen Teil des Spektrums für WiMAX, und der Zugriff auf mehrere Bänder erfordert normalerweise einen separaten Chip für jedes Band.

Die meisten Chiphersteller, einschließlich Sierra Monolithics, lösen die Probleme des Stromverbrauchs in WiMAX-Chips durch die Verwendung kleinerer Transistoren, die zum Ein- und Ausschalten weniger Spannung benötigen. Darüber hinaus werden algorithmische Verfahren verwendet, um Informationen effizient auf Funkwellen zu codieren und zu decodieren, wodurch ein Teil der Stromverbrauchslast durch MIMO verringert wird. Sierra Monolithics geht auch das Problem des Stromverbrauchs für Multiband-Chipsätze an, indem es einen einzigen Chip baut, der Signale in zwei der am häufigsten verwendeten Bänder für WiMAX senden und empfangen kann: 2,3 bis 2,7 Gigahertz und 3,3 bis 3,8 Gigahertz.

WiMAX ist ein sehr leistungsfähiger und ausgeklügelter Standard, bei dem die Bandbreite in verschiedenen Teilen der Welt ausgewählt werden kann, erklärt David Rowe, Chief Technology Officer von Sierra. Wir mussten eine integrierte HF-Schaltung entwickeln, die überall funktionieren kann. Wenn zwei separate Single-Band-Chips verwendet würden, um das Multiband-Problem zu lösen, würde jedes Funkgerät separate Schaltungen erfordern, die redundant arbeiten würden, Energie verschwenden und die Batterie des Geräts entladen würden. Die kombinierte Schaltung von Sierra spart Platz und verbraucht weniger als 300 Milliwatt Strom, um auf zwei WiMAX-Bänder zuzugreifen, während zwei Single-Band-Chipsätze jeweils etwa 220 Milliwatt Strom verbrauchen würden, sagt Matt Pope, Vice President für die WiMAX-Produktlinie des Unternehmens.

Um noch mehr Effizienz zu erreichen, wollen ihre Ingenieure laut Pope mehr Funktionen vom Verarbeitungschip auf den Funkchip verlagern. Andere Unternehmen, darunter Texas Instruments und Intel, arbeiten ebenfalls an dem Konzept, das die Datenmenge, die zwischen den beiden Chips ausgetauscht werden muss, reduzieren und so Strom sparen würde, sagt Chris Knudsen, Chief Technology Officer in Intels WiMAX Solutions Division .

Integrierte mobile WiMAX-Technologien werden benötigt, sagt Orr vom WiMAX-Forum, um kostengünstige Produkte anbieten zu können, die auch einen schnelleren Datenzugriff haben – ohne Akkus zu verbrauchen. Verbraucher kaufen beispielsweise immer mehr Smartphones, die im Internet surfen können, und WiMAX wird für bestehende Mobilfunkanbieter attraktiv, da es eine noch stärkere Nutzung digitaler Datendienste fördern könnte, bei denen die Anbieter oft nach Kilobyte abrechnen.

Vieles, womit Mobilfunkbetreiber heute konfrontiert sind, besteht nicht darin, die Sprechzeit in Minuten zu erhöhen, sondern die Datenmenge zu erhöhen, [die Kunden verwenden], sagt Orr. Doch die bestehende Mobilfunkinfrastruktur, die für Sprachanrufe gebaut wurde, wird immer stärker mit Daten belastet. Wir bekommen Geschmack daran, die vorhandenen Datenkapazitäten zu erweitern und mehr Daten darüber zu übertragen, sagt Orr – und dazu werden neue Technologien wie WiMAX benötigt.

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