엔지니어가 초저전력 WiFi 라디오를 개발하다

• 새로운 초저 WiFi 라디오는 21미터 범위에서 초당 2메가비트의 속도로 데이터를 전송하는 데 28마이크로와트만 소비합니다.
• 배터리 없는 스마트 기기와 완전한 무선 홈 설정을 가능하게 할 수 있습니다.

사물 인터넷(IoT) 장치의 지속적인 인기에도 불구하고 배터리 수명으로 인해 유용성이 제한되었습니다. 이러한 장치에서 에너지 소비의 상당 부분은 특히 높은 피크 속도로 데이터를 전송할 때 WiFi 라디오에서 발생합니다.

기존 WiFi 라디오는 일반적으로 IoT 장치를 WiFi 트랜시버와 연결하는 데 수백 밀리와트의 전력이 필요합니다. 그렇기 때문에 Wi-Fi가 내장된 기기를 실행하려면 자주 충전하거나 외부 전원을 공급하거나 대용량 배터리를 사용해야 합니다.

이제 University of California San Diego의 연구원들은 기존 WiFi 라디오보다 약 5,000배 적은 전력을 사용하여 IoT 장치를 표준 WiFi 네트워크에 연결하는 작은 장치를 개발했습니다.

이 장치는 21미터 범위에서 초당 2메가비트의 속도로 데이터를 전송하는 데 28마이크로와트(µW)만 소비합니다. 스마트폰, 소형 카메라 및 센서와 통합할 수 있습니다. 고객은 IoT 기기와 주변 WiFi 액세스 포인트 간의 직접 통신이 가능하므로 추가 장비를 구입할 필요가 없습니다.

어떻게 작동합니까?

상당히 낮은 전력으로 작동하기 위해 WiFi 라디오는 후방 산란이라는 방법을 사용하여 데이터를 전송합니다. 물리학에서 후방 산란은 파동이나 신호가 원래 방향으로 반사되는 것을 말합니다. 주로 사진, 천문학, 초음파 촬영에 사용됩니다.

참조:UC 샌디에이고

새로 개발된 이 칩은 근처의 WiFi 액세스 포인트 또는 장치(예:랩톱)에서 들어오는 전파(WiFi 신호)를 캡처합니다. 그런 다음 신호를 변경하여 자체 데이터를 신호에 인코딩합니다. 마지막으로 인코딩된 신호는 다른 액세스 포인트 또는 장치에 대한 별도의 WiFi 채널에 반영됩니다.

초소형 칩에 통합된 초저전력 WiFi 라디오. 각 칩의 면적은 1.5제곱밀리미터입니다. | 크레딧:David Bailot | UC 샌디에이고

이러한 저전력 WiFi 무선 기술을 구축하기 위해 연구팀은 웨이크업 수신기라는 부품을 개발했습니다. IoT 장치가 데이터를 송수신해야 할 때만 WiFi 라디오를 '깨우기'를 담당합니다. 나머지 시간에는 저전력 모드를 유지하여 3µW의 전력만 소비합니다.

연구팀은 또한 후방 산란 데이터를 위한 맞춤형 집적 회로를 특징으로 하는 개선된 기술 버전을 선보였습니다. 이것은 전체 시스템을 소형화하고 더 효율적으로 만들어 장치가 더 먼 거리(최대 21미터)에서 작동할 수 있도록 합니다.

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대체로 이것은 저전력, 소형 장치에 배치할 수 있는 최초의 실용적인 칩입니다. 연구원에 따르면 저전력 웨어러블, 배터리가 없는 스마트 장치, 더 휴대성이 뛰어난 완전 무선 홈 설정의 개발을 가속화할 수 있습니다.