Bluetooth er kræsende og strømkrævende… og er ikke længere nødvendigt

While Bluetooth technology has been around for ages, it is only in the past decade that the underlying technology has advanced to the point where it has become commonplace.  From phones to cars, speakers, and more – Bluetooth is everywhere.  Its development marked a significant advancement in wireless communication, shaping how we interact with technology in our daily lives.  However, this may soon change with the development of a new technology by researchers at the University of Sussex that promises to be more energy-efficient and requires a smaller footprint inside electronic devices through the use of electric field modulation.

Forståelse af Bluetooth

Before diving into electric field modulation and the benefits it can afford, it is important to understand what Bluetooth is, and how it works.

Hvad er Bluetooth?

Bluetooth is a wireless technology enabling the exchange of data over short distances.  It’s named after Harald Bluetooth, a 10th-century king who united Denmark and Norway, symbolizing the technology’s intent to unify communication protocols.

Ericsson (ERIC ), a Swedish telecommunications company, initiated the development of Bluetooth in 1994 in an attempt to create an alternative to RS-232 data cables.  It wasn’t until 1999 that Bluetooth found its way into a consumer device.

Bluetooth’s initial versions, like 1.0 and 1.0B, had significant issues, including a lack of communication between devices.  It wasn’t until Bluetooth 4.0, which was released in 2010, that the technology finally had the polish to become commonplace in everyday electronics.

Over the years, Bluetooth has become ubiquitous in various devices, including smartphones, laptops, speakers, and car systems, for activities like file transfer, audio streaming, and as a means for IoT (Internet of Things) devices to communicate.  However, its usage has faced criticism for being finicky in terms of connectivity and pairing and for being relatively power-hungry compared to other wireless technologies, especially in its earlier versions.

As technology has advanced, alternatives like Wi-Fi Direct, NFC (Near Field Communication), and now electric field modulation have emerged, offering faster data transfer rates and more reliable connections for specific use cases.  This evolution has led to discussions about the decreasing necessity of Bluetooth in a world where more efficient and reliable wireless communication technologies are available.

Hvordan fungerer det?  Elektromagnetisk modulation

Electromagnetic modulation is a fundamental technique used in wireless communication, including Bluetooth, to transmit information over electromagnetic waves.  With regards to Bluetooth, this involves encoding digital information onto radio waves in the 2.4 GHz Industrial, Scientific, and Medical (ISM) band.

Essentially, Bluetooth works by sending data through the air using electromagnetic waves.  This is done by changing (modulating) these waves in different ways to carry information.  There are three main types of changes that can be made:

1. Amplitude Modulation (AM): Ændring af bølgernes højde (amplitude).
2. Frequency Modulation (FM): Ændring af afstanden (frekvensen) mellem bølgerne.
3. Phase Modulation (PM): Ændring af udgangspunktet (fasen) for bølgerne.

For Bluetooth specifically:

• Gaussian Frequency-Shift Keying (GFSK): Dette er den grundlæggende måde, Bluetooth sender data på. Den ændrer let bølgens frekvens for at repræsentere digitale data, hvilket er en stabil og effektiv metode.
• Enhanced Data Rate (EDR): Bruges i nyere Bluetooth-versioner til at sende data hurtigere. Den kombinerer GFSK med avancerede metoder for fase-modulation, hvilket tillader mere data at blive sendt på samme tid.
• Frequency Hopping: Bluetooth ændrer også sin frekvens i et mønster, som er kendt af både afsender- og modtagerenhederne. Dette gør den mere sikker og mindre tilbøjelig til at blive forstyrret af andre enheder.

Kort sagt involverer elektromagnetisk modulation i Bluetooth at variere frekvensen, fasen eller amplituden af radiobølger for at overføre data. Dette opnås gennem metoder som GFSK og forbedrede ordninger i EDR, alt imens frekvenshop bruges for forbedret sikkerhed og interferensresistens.

Forståelse af modulation af elektrisk felt

Now that you’ve taken the time to learn about the advent of Bluetooth, and its inner workings relying on electromagnetic modulation, a better grasp on its potential replacement can be attained.

Hvad er modulation av elektrisk felt?

As previously stated, there are now ongoing discussions surrounding the necessity of Bluetooth in modern devices.  This brings us to Electric Field Modulation.

Modulation af elektrisk felt er en ny teknologi udviklet og markedsført til producenter af professorerne Robert Prance og Daniel Roggen ved University of Sussex. Hvis dette forskerteam har ret i deres fortolkning, kan modulation af elektrisk felt repræsentere et betydeligt skridt fremad inden for trådløs dataoverførselsteknologi – potentielt erstatte traditionel elektromagnetisk modulation, der anvendes i Bluetooth, Wi‑Fi og 5G. Holdets tilgang udnytter kortdistancetransmission med elektriske bølger til dataoverførsel, som er iboende mere energieffektive end elektromagnetiske bølger.

Set fra et mere teknisk perspektiv adskiller modulation af elektrisk felt sig væsentligt fra sin elektromagnetiske pendant ved at kontrollere variationer i elektriske felter i stedet for at kode data på elektromagnetiske bølger. Elektriske felter, som er en del af det elektromagnetiske spektrum, skabes af elektriske ladninger og kan påvirke andre ladninger i deres nærhed. Ved at modulere disse felter kan data overføres mellem enheder, der befinder sig i tæt nærhed. Holdet bemærker, at deres tidlige “…system er i stand til at transmittere 8‑bit mono lyd ved en samplingsrate på 16 kHz (128 kbps) med en BER på mindre end 10 ^−6.7 ved 50 cm, og mindre end 10 ⁻⁴ ved 75 cm,”

De nærhedsbegrænsninger, som modulation af elektrisk felt har, gør den særligt egnet til personlige og bærbare enheder, da de ofte er tæt på det, de interagerer med. Forskerne bag teknologien påpeger, at denne tilgang signifikant reducerer strømforbruget, hvilket forlænger batterilevetiden for enheder.

Desuden indikerer holdet, at modulation af elektrisk felt åbner nye interaktionsparadigmer.

“Udviklingen kunne fremme, hvordan vi bruger teknologi i vores daglige liv og udvikle en bred vifte af futuristiske anvendelser. For eksempel kunne et armbånd, der bruger denne teknologi, muliggøre udveksling af telefonnumre blot ved at give håndtryk, eller en dør kunne låses op blot ved at røre ved grebet.”

Dette aspekt af teknologien forbedrer ikke kun brugeroplevelsen, men baner også vejen for en række futuristiske anvendelser, der sømløst integrerer teknologi i hverdagsinteraktioner.

Hvordan er den overlegen?

Commenting on how this technology is superior, Daniel Roggen, Professor of Engineering and Design at U of S, states,

“Vi behøver ikke længere at stole på elektromagnetisk modulation, som er iboende batterikrævende. Vi kan forbedre batterilevetiden for bærbar teknologi og hjemmeassistenter, for eksempel ved at bruge modulation af elektrisk felt i stedet for Bluetooth. Denne løsning vil ikke kun gøre vores liv meget mere effektivt, men den åbner også nye muligheder for at interagere med enheder i smarte hjem.”

Important to note is that over the years, there have been many technologies that are simply too cost-prohibitive to become practical, hindering widescale adoption.  If the team behind Electric field modulation is correct, it will not be one of them.  Rather, Roggen states that,

“Teknologien er også lavpris, hvilket betyder, at den hurtigt og nemt kan rulles ud til samfundet. Hvis den blev masseproduceret, kan løsningen miniaturiseres til en enkelt chip og koste kun et par øre pr. enhed, hvilket betyder, at den kunne bruges i alle enheder i den ikke så fjerne fremtid.”

Bundlinjen er, at modulation af elektrisk felt kan sætte sig for at revolutionere, hvordan vi forbinder vores enheder i de kommende år. Den tilbyder en lavenergi, effektiv og intuitiv måde at overføre data på, især i scenarier hvor enheder er i tæt rækkevidde af hinanden. Denne fremgang lover at forlænge batterilevetiden, reducere omkostninger og muliggøre nye former for interaktion med teknologi.

Desuden gør den lave pris og potentialet for miniaturisering den til et praktisk og skalerbart alternativ. Disse egenskaber positionerer modulation af elektrisk felt som et overlegen valg for personlige og smarte hjemmeenheder, og lover forbedret brugerinteraktion samtidig med at energien spares. Kort sagt er denne teknologi i de fleste tilfælde mere overkommelig, fleksibel og effektiv end Bluetooth.

Reelle anvendelser

As mentioned Electric field modulation technology, with its innovative approach to data transmission, has the potential to revolutionize various aspects of our daily lives.  Some of the most likely real-world applications include:

• Bærbar teknologi: Enheder som fitness-trackere og smartwatches kunne kommunikere mere effektivt med smartphones, hvilket i høj grad forbedrer batterilevetiden.
• Smart home-interaktion: Denne teknologi kunne give brugere mulighed for at interagere med husholdningsapparater på en intuitiv måde, såsom at tænde lys eller justere termostater blot ved at røre ved dem.
• Socialt og professionelt netværk: Udveksling af digitale oplysninger, som kontaktoplysninger eller sociale medieprofiler, kunne gøres lettere, muligvis gennem handlinger så simple som et håndtryk.
• Sikkerhedsapplikationer: Nøglefri adgangssystemer kunne blive mere bekvemme og sikre, med døre der låses op ved blot at røre ved grebet, hvilket eliminerer behovet for fysiske nøgler eller komplekse sikkerhedskoder.

Disse anvendelser fremhæver potentialet for modulation af elektrisk felt til sømløst at integrere teknologi i vores daglige interaktioner, gøre dem mere naturlige og energieffektive.

Industrispillere

While it is unclear if any major manufacturers have eyes on electric field modulation at this time, there are a few clear leaders in the world of wireless technologies.  The following are examples of this.

*Tallene nedenfor var korrekte på tidspunktet for skrivning og kan ændre sig. Eventuelle potentielle investorer bør verificere målene*

1.  NXP Semiconductors

NXP Semiconductors (VNX.DE ) (NXPI ), en hollandsk halvlederproducent, er bemærkelsesværdig for sin omfattende portefølje inden for trådløse teknologier. Den tilbyder produkter inklusive Bluetooth Low Energy, Wi‑Fi, NFC og Ultra‑Wideband til forskellige anvendelser inden for bilindustrien, IoT og smarte hjem. Dens teknologier muliggør præcis lokalisering, trådløs kontrol og forbindelsesstandarder som Matter-protokollen. NXP’s opkøb af Marvells trådløse aktiver i 2019 har yderligere udvidet deres trådløse kapaciteter. Dens løsninger anvendes i forskellige sektorer, herunder industriel IoT, medicinsk udstyr og forbrugerelektronik.

2.  Broadcom Inc.

AVGO Prisdiagram

Broadcom Inc. (AVGO ) er en global leder inden for halvledere, der betjener de kablede infrastrukturer, trådløs kommunikation, virksomhedslagring og industrielle markeder. Som et amerikansk multinationalt selskab designer, udvikler, fremstiller og leverer de et bredt udvalg af halvleder- og infrastruktursoftwareprodukter. Broadcoms omfattende produktportefølje inkluderer komplekse digitale og mixed-signal CMOS-baserede enheder, analoge III‑V produkter, lageradaptere, controllere og integrerede kredsløb. Virksomheden opererer i to primære segmenter: Semiconductor Solutions og Infrastructure Software. Især i trådløs teknologisektoren bidrager Broadcom væsentligt med komponenter, der er essentielle for trådløs kommunikation.

3.  Intel Corporation

INTC Prisdiagram

Intel (INTC ) Corporation, et amerikansk multinationalt teknologiselskab, er en af verdens største producenter af halvlederchips. Grundlagt i 1968 var Intel afgørende i udviklingen af SRAM- og DRAM-hukommelseschips og skabte verdens første kommercielle mikroprocessorchip i 1971. Dens succes med personlige computere i 1980’erne flyttede fokus primært til mikroprocessorer. Intel leverer mikroprocessorer til de fleste computerproducenters systemer og producerer også bundkort-chipsets, netværksinterfacecontrollere, integrerede kredsløb, flashhukommelse og grafikkort. I de senere år har Intel mødt øget konkurrence, især fra AMD, hvilket har ført til et fald i markedsandelen og har stimuleret forsøg på at diversificere ud over halvledere.

Bemærkelsesværdige nævnelser

Afsluttende tanker

Overall, the evolution of wireless communication technology, from Bluetooth to Electric Field Modulation, marks a significant leap in how we interact with the world around us.  While Bluetooth has laid a solid foundation for short-range digital communication, the team of researchers developing Electric Field Modulation believes it stands poised to redefine these interactions, offering greater energy efficiency and a more intuitive user experience.

This transition not only highlights the rapid pace of technological advancement but also opens new possibilities for integrating technology into our daily lives seamlessly and sustainably.  The future of wireless communication looks set to be more efficient, more intuitive, and deeply integrated into the fabric of our everyday interactions.