Mobilfunktechnik
Die Zukunft der Mobiltelefone

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Die Anzahl von Schaltkreisen, die für Mobiltelefone benötigt werden, wird ständig geringer. Aber von den Zeiten des Personal Communicators von der Größe einer Armbanduhr sind wir doch noch ein Stückchen entfernt – meint Bill Pechy.

Mobilfunktechnik

Texas Instruments hat kürzlich einen neuen Typ System-on-Chip (SOC) angekündigt, der fast die gesamte Funktechnik eines Mobiltelefons auf einem Chip integriert und auch noch die gesamte digitale Verarbeitung durchführt. Nokia meinte, dass dieser Chip in ihren zukünftigen Produkten enthalten wäre.

Weiterentwickelte Elektronik

Wie wichtig ist das? Der TI-Chip arbeitet, indem er die Funksignale so nah an der Antenne wie möglich digitalisiert und sie im digitalen Format verarbeitet. Das Prinzip ist allgemein bekannt, aber es ist ziemlich clever, dies bei Mobilfunkfrequenzen auf einem Chip zu tun, der einen Standard-CMOS-Prozess verwendet. TI und andere Firmen haben bereits Bluetooth-Chips auf diese Weise hergestellt, aber Mobiltelefone benötigen eine bessere Funkleistung als die Bluetooth Hardware, die für kurze Reichweiten verwendet wird.

Der TI-Chip ist ein echter Schritt nach vorn und ermöglicht es, daraus ein normales mobiles Handset zu bauen, wobei ein Hauptchip plus ein paar anderer elektronischer Bauteile für die Energieversorgung und den Funktransmitterverstärker verwendet werden. Fügt man noch das Mikrophon, den Lautsprecher, die SIM-Karte und die Batterie hinzu, hat man ein komplettes Mobiltelefon.

Die Energieproblematik

Das bedeutet nicht, dass wir Mobiltelefone bald in Armbanduhren, Ringen oder Brillenrahmen haben werden, denn – auch wenn die Elektronik so klein gemacht werden kann – braucht man noch immer Platz für die Batterie.

Derzeit sind geeignete Batterien drei bis vier Kubikzentimeter groß. Lithium-Ionen-Batterien werden in den meisten Mobiltelefonen verwendet und haben heute die höchste Energiedichte zu einem vertretbaren Preis. Ihre Leistung verbessert sich ständig, aber vom Armbanduhrmodell des Mobiltelefons sind wir noch ein Stückchen weg. Was tut sich sonst noch am Horizont?

Brennstoffzellen in Mobilgeräten

Im vergangenen Jahr haben wir eine Menge von Kraftstoffzellen gehört und auch darüber, wie sie bald Mobiltelefone speisen. Obwohl Kraftstoffzellen theoretisch das fünffache an Energiedichte erreichen könnten, verglichen mit Lithium-Ionen, wird es nicht einfach sein, winzig kleine herzustellen, die zudem noch über eine hohe Stromabgabe verfügen. Dazu kommt noch die Tatsache, dass sie mit Methanol betrieben werden, einem billigen aber giftigen Kraftstoff. Und schon sieht die Zukunft der Kraftstoffzelle nicht mehr so gut aus.

Der Superkondensator

Eine weitere Technologie auf dem Vormarsch ist der Superkondensator. Diese Technologie speichert Energie in elektrischen Feldern, während Batterien chemische Speicher verwenden. Zur Zeit wäre ein geeigneter Superkondensator für ein Mobiltelefon etwas größer als die übliche Batterie, aber die Technologie verbessert sich in Riesenschritten. Superkondensatoren haben den Vorteil, dass sie binnen Sekunden und nicht in Stunden neu aufgeladen werden können, wenn das Ladegerät groß genug ist.
Superkondensatoren könnten in Verbindung mit Kraftstoffzellen verwendet werden, so dass der relativ geringe Strom der Kraftstoffzelle den Superkondensator aufladen könnte, der dann das Mobiltelefon mit der größeren Energie versorgen könnte, die während eines Anrufs benötigt wird.

Bald werden die elektronischen Bauteile des normalen Mobiltelefons sehr klein und billig sein – aber die anderen Teile werden in der nächsten Zeit noch relativ groß und teuer sein.
Logischerweise sollte dies heißen, dass mehr Geld in die Energieforschung fließen wird, so dass wir Mobiltelefone haben werden, die leichter und billiger sind, aber nicht unbedingt kleiner. Wollen Sie wirklich ein Mobiltelefon in Ihrer Armbanduhr?