Bluetooth är kinkigt och strömkrävande… och behövs inte längre

While Bluetooth-tekniken har funnits i åratal, är det först under det senaste decenniet som den underliggande teknologin har utvecklats till den punkt där den blivit allmänt förekommande. Från telefoner till bilar, högtalare och mer – Bluetooth finns överallt. Dess utveckling markerade ett betydande framsteg inom trådlös kommunikation och formade hur vi interagerar med teknik i vår vardag. Detta kan dock snart förändras med utvecklingen av en ny teknik av forskare vid University of Sussex som lovar att vara mer energieffektiv och kräva ett mindre fotavtryck i elektroniska enheter genom användning av elektrisk fältmodulering.

Förstå Bluetooth

Innan vi dyker ner i elektrisk fältmodulering och dess fördelar är det viktigt att förstå vad Bluetooth är och hur det fungerar.

Vad är Bluetooth?

Bluetooth är en trådlös teknik som möjliggör utbyte av data över korta avstånd. Den är namngiven efter Harald Bluetooth, en kung från 900-talet som förenade Danmark och Norge, vilket symboliserar teknikens avsikt att förena kommunikationsprotokoll.

Ericsson (ERIC ), ett svenskt telekommunikationsföretag, påbörjade utvecklingen av Bluetooth 1994 i ett försök att skapa ett alternativ till RS-232-datakablar. Det var inte förrän 1999 som Bluetooth kom in i en konsumentenhet.

Bluetooths tidiga versioner, som 1.0 och 1.0B, hade betydande problem, inklusive brist på kommunikation mellan enheter. Det var först med Bluetooth 4.0, som släpptes 2010, som tekniken äntligen fick den polering som behövdes för att bli allmänt förekommande i vardagselektronik.

Genom åren har Bluetooth blivit allestädes närvarande i olika enheter, inklusive smartphones, bärbara datorer, högtalare och bilsystem, för aktiviteter som filöverföring, ljudströmning och som ett sätt för IoT‑enheter (Internet of Things) att kommunicera. Dess användning har dock kritiserats för att vara kinkig när det gäller anslutning och parkoppling samt för att vara relativt strömkrävande jämfört med andra trådlösa tekniker, särskilt i de tidigare versionerna.

Allteftersom tekniken har utvecklats har alternativ som Wi‑Fi Direct, NFC (Near Field Communication) och nu elektrisk fältmodulering dykt upp, och erbjuder snabbare dataöverföringshastigheter och mer pålitliga anslutningar för specifika användningsområden. Denna utveckling har lett till diskussioner om den minskande nödvändigheten av Bluetooth i en värld där mer effektiva och pålitliga trådlösa kommunikationstekniker finns tillgängliga.

Hur fungerar det?  Elektromagnetisk modulering

Elektromagnetisk modulering är en grundläggande teknik som används i trådlös kommunikation, inklusive Bluetooth, för att överföra information via elektromagnetiska vågor. När det gäller Bluetooth innebär detta att digital information kodas på radiovågor i 2,4 GHz‑bandet för industri, vetenskap och medicin (ISM‑bandet).

I grund och botten fungerar Bluetooth genom att skicka data genom luften med hjälp av elektromagnetiska vågor. Detta görs genom att förändra (modulera) vågorna på olika sätt för att bära information. Det finns tre huvudtyper av förändringar som kan göras:

1. Amplitudmodulering (AM): Ändra vågens höjd (amplitud).
2. Frekvensmodulering (FM): Ändra avståndet (frekvensen) mellan vågorna.
3. Fasmodulering (PM): Ändra startpunkten (fasen) för vågorna.

För Bluetooth specifikt:

• Gaussian Frequency-Shift Keying (GFSK): Detta är det grundläggande sättet Bluetooth skickar data. Det förändrar vågfrekvensen något för att representera digital data, vilket är en stabil och effektiv metod.
• Enhanced Data Rate (EDR): Används i nyare Bluetooth-versioner för att skicka data snabbare. Det kombinerar GFSK med avancerade metoder för fasmodulering, vilket möjliggör att mer data kan skickas på samma tid.
• Frekvenshoppning: Bluetooth ändrar också sin frekvens i ett mönster som är känt för både sändande och mottagande enheter. Detta gör det mer säkert och mindre benäget att störas av andra enheter.

Kort sagt innebär elektromagnetisk modulering i Bluetooth att variera frekvens, fas eller amplitud på radiovågor för att överföra data. Detta uppnås genom metoder som GFSK och förbättrade scheman i EDR, samtidigt som frekvenshoppning används för förbättrad säkerhet och motståndskraft mot störningar.

Förstå elektrisk fältmodulering

Nu när du har tagit dig tid att lära dig om Bluetooths framväxt och dess inre funktioner som bygger på elektromagnetisk modulering, kan du få en bättre förståelse för dess potentiella ersättare.

Vad är elektrisk fältmodulering?

Som tidigare nämnts pågår det nu diskussioner om Bluetooths nödvändighet i moderna enheter. Detta leder oss till elektrisk fältmodulering.

Elektrisk fältmodulering är en ny teknik som utvecklats och marknadsförs till tillverkare av professorerna Robert Prance och Daniel Roggen vid University of Sussex. Om detta forskarlag har rätt i sin tolkning kan elektrisk fältmodulering representera ett betydande språng framåt inom trådlös datatransmission – potentiellt ersätta traditionell elektromagnetisk modulering som används i Bluetooth, Wi‑Fi och 5G. Teamets metod använder kortdistans elektriska vågor för datatransmission, vilka i grunden är mer energieffektiva än elektromagnetiska vågor.

Ur ett mer tekniskt perspektiv skiljer sig elektrisk fältmodulering avsevärt från dess elektromagnetiska motsvarighet genom att kontrollera variationer i elektriska fält, snarare än att koda data på elektromagnetiska vågor. Elektriska fält, som är en del av det elektromagnetiska spektrumet, skapas av elektriska laddningar och kan påverka andra laddningar i deras närhet. Genom att modulera dessa fält kan data överföras mellan enheter som befinner sig nära varandra. Teamet noterar att deras tidiga \”…system kan överföra 8‑bit mono‑ljud med ett samplingsfrekvens på 16 kHz (128 kbps) med en BER på mindre än 10 ^−6.7 vid 50 cm, och mindre än 10 ⁻⁴ vid 75 cm,\”

Närhetsbegränsningarna för elektrisk fältmodulering gör den särskilt lämplig för personliga och bärbara enheter eftersom de ofta är nära det de interagerar med. Forskarna bakom tekniken noterar att detta tillvägagångssätt avsevärt minskar energiförbrukningen, vilket förlänger enheternas batteritid.

Utvecklingen kan förbättra hur vi använder teknik i vår vardag och utveckla ett brett spektrum av futuristiska tillämpningar. Till exempel skulle ett armband som använder denna teknik kunna möjliggöra utbyte av telefonnummer helt enkelt genom att skaka hand, eller så skulle en dörr kunna låsas upp bara genom att röra vid handtaget.

Denna aspekt av tekniken förbättrar inte bara användarupplevelsen utan banar också väg för en rad futuristiska tillämpningar, där tekniken sömlöst integreras i vardagliga interaktioner.

Hur är den överlägsen?

När man kommenterar hur denna teknik är överlägsen säger Daniel Roggen, professor i ingenjörsvetenskap och design vid U of S,

Vi behöver inte längre förlita oss på elektromagnetisk modulering, som i grunden är batterikrävande. Vi kan förbättra batteritiden för bärbar teknik och hemassistenter, till exempel genom att använda elektrisk fältmodulering i stället för Bluetooth. Denna lösning kommer inte bara att göra våra liv mycket mer effektiva, utan öppnar också nya möjligheter att interagera med enheter i smarta hem.

Det är viktigt att notera att det genom åren har funnits många tekniker som helt enkelt är för kostsamma för att bli praktiska, vilket hindrar storskalig adoption. Om teamet bakom elektrisk fältmodulering har rätt, kommer den inte att vara en av dem. Snarare säger Roggen att,

Tekniken är också lågkostnad, vilket betyder att den snabbt och enkelt kan rullas ut till samhället. Om den massproduceras kan lösningen miniaturiseras till ett enda chip och kosta bara några ören per enhet, vilket innebär att den kan användas i alla enheter inom en inte alltför avlägsen framtid.

Sammanfattningsvis kan elektrisk fältmodulering komma att revolutionera hur vi ansluter våra enheter under de kommande åren. Den erbjuder ett lågströms-, effektivt och intuitivt sätt att överföra data, särskilt i scenarier där enheter befinner sig nära varandra. Detta framsteg lovar att förlänga batteritiden, minska kostnaderna och möjliggöra nya former av interaktion med teknik.
Dessutom gör den låga kostnaden och möjligheten till miniaturisering den till ett praktiskt och skalbart alternativ. Dessa egenskaper placerar elektrisk fältmodulering som ett överlägset val för personliga och smarta hem‑enheter, vilket lovar förbättrad användarinteraktion samtidigt som energin sparas. Kort sagt, i de flesta fall är denna teknik mer prisvärd, flexibel och effektiv än Bluetooth.

Verkliga tillämpningar

Som nämnts har tekniken för elektrisk fältmodulering, med sitt innovativa tillvägagångssätt för datatransmission, potential att revolutionera olika aspekter av vårt dagliga liv. Några av de mest sannolika verkliga tillämpningarna inkluderar:

• Bärbar teknik: Enheter som fitness‑spårare och smartklockor kan kommunicera mer effektivt med smartphones, vilket kraftigt förbättrar batteritiden.
• Smart hem‑interaktion: Denna teknik kan låta användare interagera med hushållsapparater på ett intuitivt sätt, som att tända lampor eller justera termostater genom att helt enkelt röra vid dem.
• Socialt och professionellt nätverkande: Utbyte av digital information, som kontaktuppgifter eller sociala medieprofiler, kan göras enklare, möjligen genom handlingar så enkla som ett handslag.
• Säkerhetsapplikationer: Nyckellösa låssystem kan bli mer bekväma och säkra, där dörrar låses upp genom att bara röra vid handtaget, vilket eliminerar behovet av fysiska nycklar eller komplexa säkerhetskoder.

Dessa tillämpningar belyser potentialen hos elektrisk fältmodulering att sömlöst integrera teknik i våra dagliga interaktioner, vilket gör dem mer naturliga och energieffektiva.

Branschaktörer

Även om det är oklart om några stora tillverkare har ögonen på elektrisk fältmodulering för närvarande, finns det några tydliga ledare inom trådlös teknik. Följande är exempel på detta.

*Siffrorna nedan var korrekta vid skrivandet och kan komma att förändras. Eventuella investerare bör verifiera siffrorna*

1.  NXP Semiconductors

Marknadsvärde	P/E-tal	Vinst per aktie (EPS)
51,617,101,025	18.57	$10.79

NXP Semiconductors (VNX.DE ) (NXPI ), en nederländsk halvledartillverkare, är anmärkningsvärd för sin omfattande portfölj inom trådlös teknik. De erbjuder produkter inklusive Bluetooth Low Energy, Wi‑Fi, NFC och Ultra‑Wideband för olika tillämpningar inom fordonsindustrin, IoT och smarta hem‑sektorer. Deras teknologier möjliggör exakt lokalisering, trådlös styrning och anslutningsstandarder som Matter‑protokollet. NXP:s förvärv av Marvells trådlösa tillgångar 2019 har ytterligare utökat deras trådlösa kapacitet. Deras lösningar används i olika sektorer, inklusive industriell IoT, medicin och konsumentelektronik.

2.  Broadcom Inc.

AVGO Prisdiagram

Marknadsvärde	P/E-tal	Vinst per aktie (EPS)
400,906,504,455	29.85	32.52

Broadcom Inc. (AVGO ) är en global ledare inom halvledare och betjänar marknaderna för trådbunden infrastruktur, trådlös kommunikation, företagslagring och industri. Som ett amerikanskt multinationellt företag designar, utvecklar, tillverkar och levererar ett brett sortiment av halvledar- och infrastrukturprogramvaruprodukter. Broadcoms omfattande produktportfölj inkluderar komplexa digitala och mixed‑signal CMOS‑baserade enheter, analoga III‑V‑baserade produkter, lagradaptrar, kontroller och integrerade kretsar. Företaget verkar inom två huvudsegment: Semiconductor Solutions och Infrastructure Software. Speciellt inom trådlös teknik bidrar Broadcom avsevärt med komponenter som är väsentliga för trådlös kommunikation.

3.  Intel Corporation

INTC Prisdiagram

Marknadsvärde	Framtida P/E-tal 1 år	Vinst per aktie (EPS)
187,253,640,000	199.82	$-0.40

Intel (INTC ) Corporation, ett amerikanskt multinationellt teknikföretag, är en av världens största tillverkare av halvledarchip. Grundat 1968 var Intel avgörande för utvecklingen av SRAM‑ och DRAM‑minneschips och skapade världens första kommersiella mikroprocessorchip 1971. Dess framgång med persondatorer på 1980‑talet skiftade fokus främst till mikroprocessorer. Intel levererar mikroprocessorer till de flesta datorsystemstillverkare och producerar även moderkorts‑chipset, nätverksgränssnittskontroller, integrerade kretsar, flashminne och grafikchips. Under de senaste åren har Intel mött ökad konkurrens, särskilt från AMD, vilket ledde till en minskning av dess marknadsandel och stimulerade försök att diversifiera bortom halvledare.

Anmärkningsvärda omnämnanden

Utanför trion av företag som listas ovan är följande varje anmärkningsvärda, börsnoterade företag som arbetar inom liknande områden.

Marvell Technology Group Ltd. (MRVL ) (MRVL)	CEVA, Inc. (CEVA ) (CEVA)
Socket Mobile, Inc. (SCKT ) (SCKT)	STMicroelectronics (STM)
Qualcomm Inc. (QCOM ) (QCOM)	Texas Instruments (TXN ) (TXN)
Sony Corporation (SONY)	Nokia Corporation (NOK)

 

Slutliga tankar

Sammanfattningsvis markerar utvecklingen av trådlös kommunikationsteknik, från Bluetooth till elektrisk fältmodulering, ett betydande språng i hur vi interagerar med världen omkring oss. Medan Bluetooth har lagt en solid grund för kortdistans digital kommunikation, tror forskarteamet som utvecklar elektrisk fältmodulering att den är redo att omdefiniera dessa interaktioner, med större energieffektivitet och en mer intuitiv användarupplevelse.

Denna övergång belyser inte bara den snabba takten i teknologisk utveckling utan öppnar också nya möjligheter att integrera teknik i vårt dagliga liv på ett sömlöst och hållbart sätt. Framtiden för trådlös kommunikation ser ut att bli mer effektiv, mer intuitiv och djupt integrerad i strukturen av våra vardagliga interaktioner.