La technologie la plus chaude non exposée au CES : les puces radio intelligentes

Au-delà du faste de l'International Consumer Electronics Show, l'industrie du sans fil est confrontée à un problème fondamental : plus de fonctionnalités et une transmission de données plus rapide épuisent les batteries des téléphones plus rapidement que jamais.

Économiseur de batterie: La puce d'émetteur radio illustrée dans cette maquette ajuste la tension à la volée, réduisant ainsi la demande d'électricité.

Heureusement, il y a place à l'amélioration à l'intérieur des appareils, dans des parties connues sous le nom d'amplificateurs de puissance qui transforment l'électricité en énergie radio. Dans les téléphones, ils consomment généralement plus d'énergie que tout autre composant, mais en gaspillent la moitié en cours de route, comme de nombreuses personnes peuvent en témoigner s'ils ont vu leur batterie mourir (et leur téléphone se réchauffer) après une heure de streaming vidéo. Le même problème afflige les stations de base des réseaux sans fil, qui envoient et reçoivent des signaux vers et depuis des téléphones individuels.

Aujourd'hui, un effort majeur est en cours pour développer des amplificateurs de puissance plus intelligents qui réduisent considérablement les déchets. Et appareils , une entreprise dérivée du MIT basée à Cambridge, dans le Massachusetts, prépare un module de station de base et une puce qui, selon lui, réduisent non seulement l'épuisement de la batterie, mais fonctionnent bien dans les applications à large bande passante pour la 4G LTE et les futures technologies ultrarapides.

Le problème fondamental est que la puissance nécessaire à la sortie radio fluctue rapidement lorsqu'un appareil transmet des données à des débits élevés. Les amplificateurs de puissance existants maintiennent leur tension à un niveau assez élevé à tout moment pour être préparés aux besoins de pointe, mais c'est du gaspillage. Les nouvelles approches ajustent ce niveau à la volée, en suivant l'enveloppe du signal radio réel.

De telles technologies de suivi d'enveloppe, ou ET, sont le développement matériel le plus en vue dans l'industrie de la téléphonie mobile. L'automne dernier, Qualcomm est devenu la première entreprise à livrer une puce avec une telle technologie, qui, selon elle, est la première du secteur pour les appareils mobiles 3G et 4G LTE.

La société affirme que la puce permet de réduire la consommation d'électricité de 20 % et de réduire jusqu'à 30 % un problème connexe, la génération de chaleur, ce qui prolonge la durée de vie de la batterie pour les utilisateurs finaux et permet aux fabricants de réduire la taille de leurs appareils. déclare Peter Carson, directeur principal du marketing de Qualcomm.

Le tracker d'enveloppe est déjà présent dans 10 téléphones, dont le Samsung Galaxy Note 3 et le Nexus 5. De nombreux autres fabricants de composants se démènent pour rattraper leur retard, notamment Médiatek , Micro-appareils RF , Skyworks , Texas Instruments , Appareils analogiques , Nujira , et les appareils Eta.

La difficulté avec ET, cependant, est que son efficacité plonge à des débits de données plus élevés. Les trackers d'enveloppe nécessitent souvent un condensateur relativement grand pour stocker et libérer des rafales d'énergie tout en maintenant des changements de tension réguliers et continus.

Eta Devices adopte une approche radicalement différente, favorisant des changements rapides et brusques avec un condensateur plus petit. L'utilisation d'un condensateur plus petit est plus efficace ; l'inconvénient est que les changements d'énergie provoquent plus de bruit dans un signal sans fil. Ce problème est surmonté par un traitement de signal numérique de pointe, explique Joel Dawson, l'un des deux professeurs de génie électrique du MIT qui ont cofondé l'entreprise.

Mattias Åström, le président de l'entreprise, cherche une analogie automobile pour comparer les deux approches. Le suivi d'enveloppe est essentiellement une transmission à variation continue, par rapport à notre boîte de vitesses manuelle, dit-il. La consommation de carburant est toujours meilleure lorsque vous avez une boîte de vitesses manuelle.

Les travaux de l'entreprise n'ont pas été publiés et la puce est maintenant fabriquée pour la première fois, mais le concept a été conçu pour les stations de base et pourrait être commercialisé cette année. Le module Eta, un peu plus petit qu'une boîte à chaussures, est le premier émetteur 4G LTE au monde à atteindre une efficacité moyenne supérieure à 70 pour cent, un grand saut par rapport aux 45 à 55 pour cent de la technologie actuellement disponible, explique Dawson.

Vanu , une entreprise qui fabrique des stations de base sans fil de faible puissance (voir Un petit émetteur de téléphone portable prend racine en Afrique rurale ), teste la technologie et pourrait devenir un client précoce. Nous pensons que cela peut nous donner un avantage « vert » ainsi qu'un avantage en termes de coûts d'exploitation, déclare David Bither, directeur de l'ingénierie des plates-formes chez Vanu.

Le résultat pourrait être d'étendre la connectivité et de la rendre abordable pour un plus grand nombre de personnes dans le monde en développement, où le carburant diesel coûteux alimente au moins 640 000 stations de base distantes pour un coût de 15 milliards de dollars.

La technologie Eta a été révélée pour la première fois en tant que configuration de laboratoire à la fin de 2012 (voir Efficiency Breakthrough Promises Smartphones That Use Half the Power). La société a été financée par 6 millions de dollars de Ray Stata, cofondateur de Appareils analogiques , et sa société de capital-risque, Stata Venture Partners.

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