Richten van signaal kan verbruik mobiele apparaten halveren

Onderzoekers van de Rice-universiteit concluderen dat mobiele apparaten, waaronder telefoons, tablets en e-readers, aanmerkelijk langer op een acculading zouden kunnen werken als de draadloze signalen beter worden gericht.

De techniek, waarbij verschillende antennes tegelijk worden ingezet om het signaal een bepaalde kant op te richten, wordt beamsteering genoemd. Door de 3g- of wifi-antenne niet simpelweg een even sterk signaal naar alle kanten tegelijk uit te laten sturen, maar deze te richten, zou met minder vermogen een verbinding kunnen worden gerealiseerd. Met vier antennes zou 55 procent op het opgenomen vermogen kunnen worden bespaard; bij gebruik van twee antennes zou de besparing nog 40 procent bedragen, zo stelden Hang Yu, Lin Zhong en Ashutosh Sabharwa van de Rice-universiteit in Texas, VS vast.

Voor het zoeken naar een evenwicht tussen enerzijds de extra voedingspanning en het extra voedingsvermogen voor de extra antennes, en anderzijds de besparing in benodigd zendvermogen, schreven de onderzoekers het programma BeamAdapt. Die software moet ook interferentie tussen verschillende mobiele apparaten tegengaan, zodat elke verbinding optimaal tot stand kan worden gebracht. De onderzoekers zeggen hun techniek in apparatuur als een Kindle of iPad te kunnen inbouwen en simuleerden de resultaten.

Hoewel de techniek in theorie kan werken, hebben de onderzoekers geen illusies over een snelle marktadaptatie van 'beamsteering' in mobiele apparatuur. Meer onderzoek is nodig, onder meer naar interferentie tussen verschillende hardware. Wel zou de benodigde hardware inmiddels compact genoeg zijn om in draagbare apparatuur te worden gebruikt.

Reacties (37)

[RickN]

Voor iemand die een beetje in dit vak thuis is, is dit geen nieuws.

Standaarden als LTE en zelfs latere releases van UMTS gebruiken nu al beamforming, van het basestation naar de User Equipment. In dat geval wordt het gedaan om de spectral efficiency te verhogen en daarmee de capaciteit van het netwerk.

De rekenkracht die in de telefoon benodigd is om de signalen van de verschillende antennes te verwerken is groter dan die nodig is bij de verzenden in het basestation, dus daar ligt ook al geen issue meer.

De techniek dus omdraaien en ook te gaan beamen van het toestel naar het basestation verrast me dus niet en dat dit een energie besparing zal opleveren is ook niks nieuws.

Het enige issue wat ik zo gauw zie, maar dat ziet ook iedereen met een beetje ruimtelijk inzicht, is dat de richting van een beam naar een mobiel toestel maar heel langzaam zal veranderen en dus eenvoudig te tracken is, terwijl een beam vanuit een mobiel toestel naar een basestation enorm snel kan veranderen (draai maar een keer rond je as) en hier dus een veel lastigere closed loop tracking lus geimplementeerd zal moeten worden. Wellicht dat ze iets slims kunnen doen met de gps en het kompas in een toestel om de globale richting van de beam te bepalen.

[Mini-me]

Beamsteering werkt alleen efficient in die richtingen waarin de individuele antennes efficient stralen. Idealiter gebruik je isotrope antennes die in alle richtingen een gelijk vermogen kunnen uitstralen, zodat ze gezamenlijk ook in iedere richting de beste signaalkwaliteit behaald (en daardoor kun je een maximaleenergiebesparing halen).

Helaas zijn de antennes in mobiele telefoons verre van ideaal; hierdoor zal beamsteering in de ontvanger dus ook lang niet altijd goed werken.

[SmiGueL]

Dat een beter bereik zorgt voor een VEEEEEL betere accuduur was ik zelf ook al achter.
Zie hier bijvoorbeeld een meting bij goed en slecht bereik..
Bij goed bereik gaat de telefoon echt 100+ uur mee, terwijl deze het bij slecht bereik nog geen 10 uur uithoudt..

Nu lijkt mij dat dit op te lossen is door OF meer masten te plaatsen, OF sterkere signalen van de masten OF aan de telefoon wat te veranderen (dus: beter te richten.) Maar dit laatste lijkt mij het moeilijkst omdat je de telefoon altijd wel op een andere manier vasthoudt... (waardoor hij anders georienteerd is)

[Reactie gewijzigd door SmiGueL op 22 juli 2024 23:37]

[Bafti]

Ik betwijfel dat je signaal richten de moeilijkste oplossing is. Aan meer masten plaatsten zitten diverse wetten en ook veel kosten. Het signaal simpelweg versterken kan alleen als er niemand in de buurt van de masten kan komen omdat deze straling niet goed is voor je lichaam.
Bovendien zit tegenwoordig in vrijwel iedere smartphone een gyroscopische bewegingssensor. Door de antennes samen te laten werken met de bewegingssensor is de houding van je telefoon en dus ook de richting van je beam in realtime te meten en aan te passen.

[Verwijderd]

Mijn telefoon weet in de meeste gevallen ook waar het noorden te vinden is door een elektronisch compas. Mocht dat niet goed genoeg werken (soms moet je de telefoon schudden om te 'kalibreren') dan zou je eventueel kunnen denken aan een systeem waarbij de telefoon 'normaal' verbind en tegelijkertijd zoekt naar de efficientste richting om zuinig te verbinden.
Een telefoon wisselt vaak van richting, dan zou je dus ook nog 'normaal' moeten kunnen verbinden. Maar ik vermoed dat de meeste telefoons erg veel tijd dezelfde richting op wijzen, (op bureau's, aan de lader, in broekzakken op 't kantoor). En dan loont het wel om tijdelijk meer te verbruiken om op lange termijn zuiniger verbonden te zijn.

[Verwijderd]

ik dacht dat fotonen voor licht waren?

[Mei]

Licht is niets meer en niets minder dan elektromagnetische straling. Zie ook http://en.wikipedia.org/wiki/Electromagnetic_radiation#Light.

[swel]

Licht is niets anders dan elektromagnetische straling in een frequentiebereik dat door bepaalde cellen in onze ogen waargenomen kan worden. Licht bestaat uit fotonen.

[MSalters]

Open deur. Het creeren van EM straling (fotonen) kost energie, en als die de verkeerde kant opgaan is dat volledig verspilde moeite. Het gebruik van schotelantennes is om die reden heel gebruikelijk. Phased Array antennes zijn ook al langer bekend ,als alternatief voor schotels.

[Verwijderd]

Als ze nu Scalar Waves gingen gebruiken, dan zou je geen verliezen meer hebben. Tesla had het al over dergelijke technieken, en in Duitsland wordt er door een aantal mensen ook onderzoek naar gedaan.

O.a. door Prof. Dr.-Ing. Konstantin Meyl
http://www.meyl.eu/go/ind...80_Meyl&page=1&sublevel=0

Hier is een stukje te vinden over de eigenschappen van de transmissie:

Prof. Meyl shows tesla longitudinal electricity transmission in 2003
http://www.meyl.eu/go/ind...-demand&page=1&sublevel=0
08m00 en verder o.a. over de efficientie.

[zonoskar]

Fotonen zijn op sommige vlakken te vergelijken met EM straling, maar EM straling is niet per definitie fotonen. bron.

[brompot758]

Volgens je eigen link is dat afhankelijk van hoe je meet, niet van hoe je zendt.

EM straling is altijd zowel een golfverschijnsel als een deeltjesverschijnsel. De energie van de fotonen is daarbij rechtstreeks afhankelijk van de frequentie, hoe hoger de frequentie, hoe hoger de energie van de fotonen.

Dus bij EM straling heb je wel degelijk altijd fotonen.

[zonoskar]

nevermind..

[Reactie gewijzigd door zonoskar op 22 juli 2024 23:37]

[Verwijderd]

Werkt dit niet door middel van een supperpositie systeem van golven? Maar ik weet enkel zeker dat dit werkt bij mechanische golven. Als het zo is vergt dit toch extreem veel rekenkracht en zie ik hierin niet echt het voordeel tegenover andere technologieën ... Maar ja, iedereen mag zijn ding proberen .

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 22 juli 2024 23:37]

[84hannes]

Als je eenmaal weet met welk faseverschil je moet zenden heb je geen berekening meer nodig. Aangezien de telefoon niet heel snel verplaatst hoef je dit over het algemeen, gebruik in bijvoorbeeld auto daargelaten, niet zo vaak te berekenen. Als je wel in de auto zit kan je misschien nog lineair gaan exptrapoleren.

[Verwijderd]

het probleem is dat alleen al die antenne's met een zekere eigenfrequentie trillen, en oké, dit is mss niet zichtbaar, maar wel iets dat een rol kan spelen bij zo kleine golflengtes en op de kop toe zeer onvoorspelbaar is. (again, denk ik). Dit systeem zou bijvoorbeeld volledig onbruikbaar worden bij wat hogere windsnelheden.

[Verwijderd]

Dit is nog eens een bewijs. Jammer genoeg dat naast bewijs ook praktijk moet lukken. En dat is niet altijd het geval. Maar zo'n dingen kunnen smartphones hun batterijen besparen samen met die chip die onlangs is gevonden en dergelijken. Iig ik stoor me er niet aan dat mijn smartphone 's avonds aan het draaide in het stopcontact moet. Ik gebruik mijn smartphone niet intensief maar gewone behoefte, ik zet 3g en andere uit als ik die niet nodig heb, daarmee kan je ook al veel besparen...

[Bl@ckbird]

N access points van Cisco hebben iets dat ClientLink heet.
MIMO techniek wordt gebruik bij de N standaard om de throughput te verhogen.
Maar de extra antennes die voor MIMO gebruikt worden, kan je ook gebruiken om het bereik / throughput van klassieke G clients te verbeteren. Dit gebeurt door de fase van het RF signaal te variëren.

Dit werkt alleen bij clients die niet de volledige throughput kunnen halen, omdat ze zich wat verder van het AP bevinden. Als een client deze techniek zelf ok zou gebruiken, gaan de batterijen van de clients langer mee. (Wireless is tweeweg verkeer. Een AP kan geoptimaliseerd z'n signaal bundelen, maar een client moet ook terug zenden.)

[mcDavid]

...En valt je verbinding dan weg als je je hoofd omdraait tijdens het bellen?

[Romeo]

Nee, de BeamAdapt zal zich gewoon aanpassen (adapt), hooguit met een kleine vertraging, maar zelfs dat zal wel worden opgelost.

[MrDummy]

Extra antennes is niet onbekend, zo zijn sommige draadloze routers ook mee uitgerust met 4 of 6 antennes voor beter WiFi bereik in huis en minder interferentie.

Dus het kan ook gebruikt worden in de mobiel om signaal beter te ontvangen met 1 van de ingebouwde antennes. Maar de compacte behuizing biedt wel weinig ruimte hiervoor. Hooguit twee antennes kunnen erin, 1 aan elke kant.

De vraag is alleen wanneer deze toegepast wordt. Vooral 3G heeft hierbij veel baat aan omdat die veel gevoeliger is dan H mode en dus meer energie verbruikt.

[stoepie2002]

Die techniek is diversity, dat is heel wat anders dan wat hier beschreven wordt

EDIT: Wat is hier off-topic aan? Zeer on-topic. Je snapt het kennelijk niet.

[Reactie gewijzigd door stoepie2002 op 22 juli 2024 23:37]

[Kermit123]

Is dit al jaaaren terug door Philips gedaan? Ik kan me nog zo'n mooi filmpje herinneren.

[MrDummy]

Het zou leuk zijn als achter de mobiel speciale richtantenne is ingebouwd en met sterkemeter in software kun je mobiel op standaard zetten, en even draaien tot de signaal sterkst is.

6 antennes in mobiel maakt 'm altijd wat groter, en dat is dus niet wat de fabrikanten willen, ze weten dat slanke toestellen beter verkopen dan dikke toestellen.

Hoewel, grote toestellen met 4,3 inch scherm heeft meer bouwruimte, en dat is wel wat mogelijk voor 2 tot 4 antennes.

Vroeger hebben toestellen een externe aansluiting zodat men grotere antenne op kan aansluiten voor betere ontvangst. Dat is nu bijna nergens te zien in de moderne toestellen. Jammer he?