Tim istraživača razvio je novu vrstu predajničkog čipa koji bi mogao da promeni način na koji bežični uređaji šalju signale. Ovaj čip troši manje energije i može da pomogne uređajima da duže ostanu povezani. To znači bolji vek trajanja baterije i pouzdanije veze za sve – od pametnih termostata do fabričkih senzora.
Istraživači koji stoje iza ove inovacije dolaze sa MIT-a, Bostonskog univerziteta i Univerziteta Nortistern. Njihov rad, objavljen u časopisu IEEE Explore, ima za cilj da pomogne postojećim uređajima da rade bolje i da ih pripremi za buduće bežične standarde poput 6G, koji će zahtevati veću energetsku efikasnost.
Pametnija modulacija signala
U središtu njihovog pristupa nalazi se novi način „modulisanja“ signala – procesa pretvaranja digitalnih podataka u signal koji putuje vazduhom. Tradicionalni sistemi koriste ravnomerno raspoređene signalne obrasce kako bi izbegli smetnje. To dobro funkcioniše, ali nije mnogo fleksibilno. Osim toga, troši se energija u uslovima kada veza nije idealna.
Umesto toga, tim je isprobao pametniji pristup – „neravnomernu modulaciju“, koja se menja u zavisnosti od kvaliteta signala. Ovaj metod može da štedi energiju, ali je obično rizičan jer, ako dođe do smetnji, prijemnik ne može da prepozna gde jedan simbol prestaje, a drugi počinje.
Da bi rešili taj problem, tim sa MIT-a je dodao male „pading“ bitove između signala. Ovi dodatni bitovi pomažu prijemniku da prepozna šta je šta. Radi se o jednostavnom triku koji pravi veliku razliku. Na taj način novi čip zadržava uštedu energije koju daje neravnomerna modulacija, ali izbegava uobičajene zabune.
Kako pomaže GRAND algoritam?
Jedan od glavnih razloga što ovaj sistem tako dobro funkcioniše jeste metoda dekodiranja koju su istraživači koristili. Ona se zove GRAND – „Guessing Random Additive Noise Decoding“ (pogađanje nasumičnog aditivnog šuma).
Umesto da direktno dekodira poruke, GRAND pokušava da „pogodi“ kakva je vrsta šuma izobličila poruku. Zatim uklanja taj šum i otkriva originalnu poruku.
Ovaj pametan pristup omogućava prijemniku da pravilno obradi dodate bitove. On vraća poruci stvarnu dužinu i čisti signal – sve to bez nepotrebnog trošenja energije.
„Sada, zahvaljujući GRAND-u, možemo imati predajnik koji je sposoban za efikasnije prenose sa neravnomernim konstelacijama podataka, i vidimo dobitke,“ rekla je Mirijel Medar, profesorka elektrotehnike i informatike na MIT-u i jedna od vođa projekta.
Još impresivnije je to što je ovaj metod nadmašio mnoge tradicionalne dizajne – čak i one koji nisu pokušavali da štede energiju. To znači da čip nije samo „zeleniji“, već i precizniji.
Mali čip, veliki uticaj
Sam čip je kompaktan i fleksibilan. Njegova mala veličina ga čini savršenim za sve vrste uređaja – od pametnih kućnih aparata do industrijskih alata. Takođe dobro funkcioniše sa današnjom tehnologijom, što znači da bi mogao biti ugrađen u mnoge postojeće sisteme bez velikih izmena.
Prema rečima istraživača, čip je imao četiri puta manje grešaka u signalu u odnosu na tradicionalne sisteme koji koriste najbolje raspoložive metode za uštedu energije. Čak i u poređenju sa starijim, stabilnijim metodama, čip je pokazao niže stope grešaka – što je bilo iznenađujuće.
„Tradicionalni pristup je toliko ukorenjen da je bilo teško ne vratiti se na status kvo,“ objasnila je Medar. „Pogotovo jer smo menjali stvari koje često uzimamo zdravo za gotovo i koncepte koje predajemo već decenijama.“
Ovo pokazuje koliko je teško odvojiti se od tradicije – čak i kada to vodi ka boljim rezultatima. Ali u ovom slučaju, izazivanje starog sistema isplatilo se.
Fleksibilnost i budućnost 6G
Još jedna prednost dizajna je njegova fleksibilnost. Pošto je modularni, inženjeri ga mogu lako prilagođavati. To ga čini pogodnim kako za trenutne bežične mreže, tako i za buduće poput 6G, gde će svaki uštđeni bit energije biti još značajniji.
Realne primene
Ovaj čip bi mogao da se pojavi na različitim mestima. Zamislite uređaje koji su uvek uključeni, poput pametnih senzora u fabrici. Oni moraju stalno da šalju podatke, ali ne smeju brzo da troše bateriju. Sa ovim novim čipom, mogli bi da rade duže bez gubitka performansi.
On se dobro uklapa i u kućne aparate koji šalju ažuriranja u realnom vremenu – pametne frižidere, sigurnosne kamere ili fitnes narukvice. Svi oni bi imali koristi od čipa koji može jasno da komunicira, a da pritom troši manje energije.
Kako je Medar istakla: „Razmišljanjem van okvira stvorili smo efikasniji, inteligentniji kolo za uređaje budućnosti, koje je ujedno bolje čak i od najsavremenijih rešenja za postojeće arhitekture.“
Drugim rečima, čip nije samo za budućnost – on unapređuje i sadašnjost.
Sledeći koraci u istraživanju
Iako su rezultati uzbudljivi, tim se tu ne zaustavlja. Planiraju da čip dodatno unaprede dodavanjem drugih metoda za uštedu energije i smanjivanjem broja grešaka. Njihov cilj je da pomere granice onoga što je moguće u bežičnoj komunikaciji.
Na primer, žele da istraže kako bolje da usklade čip sa softverom koji može u realnom vremenu da reaguje na uslove signala. To bi učinilo čip još „pametnijim“ – tako da se sam prilagođava i koristi minimalnu potrebnu količinu energije za prenos poruke.
Njihov rad takođe otvara vrata pametnijem dizajnu za 6G. Umesto da samo ubrzavaju mreže, budući sistemi mogli bi da postanu svesniji okruženja i da se prilagođavaju u skladu s tim. Ova vrsta adaptivne tehnologije mogla bi da stvori potpuno novu klasu bežičnih uređaja koji pažljivo koriste energiju i funkcionišu bolje nego ikada.
Za sada, novi predajnički čip predstavlja veliki korak napred. On kombinuje pametne algoritme, modernu modulaciju i pažljiv dizajn kako bi ponudio bržu, čistiju i energetski efikasniju komunikaciju.
U svetu u kome su milijarde uređaja stalno na mreži, ušteda energije – bez žrtvovanja performansi – nije samo korisna. Ona je neophodna.
