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.
Virtaamamittaus on monissa laitteissa kriittinen mutta usein ongelmallinen toiminto. Perinteiset mekaaniset anturit kuluvat ja jäävät sokeiksi pienille virtausnopeuksille. Ultraäänitekniikkaan perustuvat valmiit moduulit tarjoavat nyt tarkan, huoltovapaan ja helposti integroitavan vaihtoehdon niin kuluttaja- kuin teollisuussovelluksiin.