Cos'è la tecnologia a banda ultralarga?
La tecnologia a banda ultralarga è una tecnologia di comunicazione wireless che utilizza una larghezza di banda di frequenza superiore a 1 GHz. Non utilizza la portante sinusoidale nel sistema di comunicazione tradizionale, ma utilizza impulsi stretti non sinusoidali a livello di nanosecondi per trasmettere dati. Pertanto, occupa un ampio spettro e, nonostante l’uso della comunicazione wireless, la sua velocità di trasmissione dati può raggiungere oltre alcune centinaia di megabit al secondo.
Funzionalità a banda ultralarga
La tecnologia a banda ultralarga modula direttamente l’impulso con un tempo di salita e discesa molto ripido, in modo che il segnale abbia una larghezza di banda dell’ordine dei GHz. Risolve i principali problemi relativi alla propagazione che affliggono la tecnologia wireless tradizionale da molti anni.
Come funziona la banda ultralarga?
A differenza della maggior parte delle tecnologie wireless, la banda ultralarga (UWB) funziona su radio a impulsi. Utilizza una serie di impulsi su un’ampia banda di frequenza, quindi a volte è chiamata IR-UWB o radio a impulsi UWB. A confronto: i satelliti, il Wi-Fi e il Bluetooth utilizzano onde sinusoidali modulate su bande di frequenza strette per trasmettere informazioni.
dove è disponibile la banda ultralarga?
elettronica di consumo
La tecnologia UWB è diventata ben nota nel campo dell’elettronica di consumo negli ultimi anni. I marchi principali includono:
- iPhone
Apple ha applicato in successione la soluzione UWB in Apple Watch S6, altoparlanti intelligenti HomePod mini, telefoni cellulari della serie iPhone12 e tracker wireless Aritag.
- Samsung
Samsung ha utilizzato la soluzione UWB sui telefoni cellulari. I modelli specifici includono Galaxy Note 20 Ultra, Galaxy Z Fold 2, S21+ e S21 Ultra. Allo stesso tempo, Samsung ha anche lanciato lo SmartTag+ smart tracker che utilizza la tecnologia UWB.
chiave digitale automobilistica
Le chiavi delle auto hanno sperimentato lo sviluppo di chiavi meccaniche, chiavi remote, chiavi NFC e chiavi Bluetooth. La chiave digitale trasforma dispositivi indossabili come smartphone, smart card NFC, smartwatch e braccialetti intelligenti in chiavi per auto tramite il posizionamento Bluetooth preciso, NFC, UWB e altre tecnologie di comunicazione a corto raggio. In questo modo, è possibile realizzare un’esperienza automobilistica confortevole e conveniente come l’accesso e l’avvio senza chiave, l’autorizzazione remota della chiave per altri e impostazioni personalizzate del veicolo.
produzione industriale
Il sistema di posizionamento in tempo reale (RTLS) basato sulla tecnologia a banda ultralarga è molto maturo all’estremità industriale. È principalmente utilizzato nel tracciamento della posizione, nella logistica e nel magazzinaggio, nella misurazione wireless, nella guida intelligente, nella realtà aumentata, negli sport competitivi e in altri campi.
radar militare
UWB non è una tecnologia nuova. È stata utilizzata per la prima volta in applicazioni radar e di comunicazione militari con il nome di “pulse radio”. Dal 2002, la Federal Communications Commission (FCC) degli Stati Uniti ne ha autorizzato l’uso senza autorizzazione e le ha assegnato 3,1 La banda di frequenza di ~10,6 GHz occupa più di 500 MHz di larghezza di banda.
Banda ultralarga vs Bluetooth
Rispetto alle tre tecnologie ben note di GNSS, Wi-Fi e Bluetooth a bassa energia che possono fornire servizi di posizionamento, i vantaggi della tecnologia UWB sono i seguenti:
Innanzitutto, il tradizionale sistema globale di navigazione satellitare (Global Navigation Satellite System, GNSS) può fornire servizi di posizionamento satellitare, ma poiché i segnali satellitari saranno bloccati dagli edifici, non può ottenere il posizionamento indoor.
Wi-Fi e Bluetooth utilizzano tipicamente indicatori di intensità del segnale ricevuto (RSSI) per determinare la posizione, mostrando solo una classificazione approssimativa di “debole” o “forte” dei segnali ricevuti, con una precisione di localizzazione fino al livello del metro.
Esistono tre tecnologie per il posizionamento UWB, ovvero il metodo della differenza di tempo TOF (Time of flight), il TDOA (Time Difference of Arrival) differenza di tempo di arrivo e PDOA (Phase Difference Of Arrival) differenza di fase di arrivo. Sebbene ciò funzioni solo a brevi distanze, può determinare la posizione di una sorgente di segnale con una precisione inferiore a 50 cm (in condizioni e implementazioni ottimali) e con una latenza molto bassa.
Organizzazione Standard della Tecnologia UWB
Ogni tecnologia di trasmissione wireless di solito ha un’organizzazione standard responsabile della formulazione di standard pertinenti e della certificazione tecnica, come Bluetooth SIG, Wi-Fi Alliance, International Telecommunication Union, ecc. Nel campo della tecnologia UWB, ci sono attualmente FIRA Alliance e UWBA ultra-wideband Union di due organizzazioni.
FiRa Alliance
La FiRa Alliance si impegna a sviluppare e adottare ampiamente la tecnologia ultra-wideband (UWB) interoperabile per portare capacità di rilevamento e posizionamento fine e sicure per fornire agli utenti un’esperienza senza soluzione di continuità.
I membri della FiRa Alliance sviluppano principalmente prodotti basati sulla tecnologia di rilevamento fine della sicurezza UWB standard IEEE 802.15.4 e sviluppano scenari applicativi della tecnologia UWB in vari settori verticali. La FiRa Alliance collabora strettamente con altri gruppi di settore come IEEE, Wi-Fi Alliance, Car Connectivity Consortium (CCC) e altri, concentrandosi sui casi d’uso UWB che operano nelle bande di frequenza disponibili da 6 a 9 GHz.
UWBA
L’UWB Alliance è focalizzata sulla fornitura di un ambiente normativo e di gestione dello spettro favorevole sotto lo standard 802.15.4z per massimizzare la crescita del mercato UWB. L’UWB Alliance mira a promuovere vari settori verticali per dimostrare il valore di UWB per IoT e Industry 4.0, costruendo un ecosistema globale nell’intera catena del valore UWB dai chip ai servizi.
Inoltre, l’Ultra Wideband Alliance sta attualmente sostenendo un nuovo spettro per espandere UWB a 12,4 GHz e bande di frequenza più elevate emergenti in Europa.
