Uusi lähetinteknologia haastaa perinteisen QAM-moduloinnin tarjoamalla huomattavasti parempaa energiatehokkuutta ja vähemmän virheitä. Tuloksena voi olla jopa 4,5-kertainen parannus symbolivirheissä.
Tutkijat MIT:stä, Bostonin yliopistosta ja Northeastern Universitystä ovat kehittäneet uudenlaisen lähettimen, joka hyödyntää ei-tasavälistä optimaalista modulointia (Optimal Modulation, OM) ja saavuttaa selvästi parempia tuloksia kuin perinteinen kvadraattinen amplitudimodulointi (QAM).
Perinteisessä QAM-moduloinnissa symbolit sijoitetaan tasavälisesti signaaliavaruuteen. Tämä helpottaa vastaanottoa, mutta ei ole optimaalinen energian tai siirron luotettavuuden kannalta – erityisesti muuttuvissa langattomissa olosuhteissa.
Sen sijaan uusi ei-tasavälinen optimaalinen modulointi sijoittaa symbolit epätasaisesti siten, että ne mukautuvat paremmin vaihteleviin kanavaolosuhteisiin, käyttävät vähemmän energiaa bittisiirtoa kohti ja pienentävät virhemahdollisuuksia optimoidun symbolijakauman avulla.
Tämä modulointi yhdistetään GRAND-algoritmiin, joka mahdollistaa virheiden korjaamisen jopa silloin, kun symbolit ovat epäsäännöllisiä. Lisäksi siirtoon lisätään pieniä täytebittejä, jotka auttavat vastaanotinta tunnistamaan viestien rajat tarkasti.
Uusi lähetin toteutettiin 65 nanometrin CMOS-piirillä ja testattiin 1,5 GHz:n taajuudella. Tulokset puhuvat puolestaan:
- Bit error rate (BER) parani 2,4-kertaisesti verrattuna QAM:iin.
- Symbol error rate (SER) parani jopa 4,5-kertaisesti.
- Huipputehon hyötysuhde (PAE): 58,1 %
- Järjestelmän huippuhyötysuhde (SE): 52 %
Dynaamisissa mittauksissa, jotka kuvaavat paremmin reaalisia olosuhteita, tulokset olivat myös erittäin lupaavia (PAE: 23,1 %, SE: 19,4 %). Tulokset osoittavat, että modulointitekniikalla on keskeinen rooli langattoman viestinnän energiatehokkuudessa ja luotettavuudessa.
Tutkijoiden mukaan uusi arkkitehtuuri ei ainoastaan paranna nykyisten laitteiden suorituskykyä, vaan on erityisen hyvin soveltuva tulevaisuuden 6G- ja IoT-ratkaisuihin, joissa vaaditaan sekä alhaista energiankulutusta että korkeaa tiedonsiirtonopeutta.
Ethernetin versio 10BASE-T1S luo uusia liiketoimintamahdollisuuksia vahvaa yhteentoimivuutta ja turvallisuutta vaativien toiminnallisten OT-verkkojen ja perinteisten IT-verkkojen yhdistämisessä. Dataan päästään käsiksi verkon reunalla olevista solmuista, jolloin verkkoa voidaan käyttää uusien älykkäiden ja ennakoivien palvelujen sekä omaisuuden seuranta- ja hallintaratkaisujen tarjoamiseen. Tämä tuo lukuisia etuja myös kustannuspuolella.