Radijska tehnologija ultraširoke pasovne širine (UWB) ni novost, saj je standard 802.15.4 organizacije IEEE star že 15 let! V mobilnih napravah je nismo srečevali, dokler je niso za izboljšanje delovanja storitve AirDrop vključili v telefone Iphone 11. Zdaj jo podpirajo še telefoni Galaxy S21 in Samsungovi obeski za iskanje stvari Smart Tag.
UWB, poznan tudi kot impulzna radijska tehnologija oziroma radijska tehnologija brez nosilca, je brezžična komunikacijska tehnologija, ki je edinstvena prav v tem, da doseže radijsko komunikacijo tudi brez uporabe radijskega nosilca. Namesto tega uporablja modulirane impulze energije, ki trajajo samo nekaj deset do nekaj sto pikosekundo (10 na -12) , pri čemer se energija impulza razprostira čez zelo širok, lahko rečemo skoraj ves frekvenčni prostor. Ta mora biti širok vsaj 500 MHz oziroma vsaj 20 odstotkov frekvenčne vrednosti aritmetične sredine frekvence pasu. S filtriranjem, pa tudi časovnim krmiljenjem trajanja impulza, lahko nato določimo, po kolikšnem frekvenčnem pasu naj se energija impulza razprostre.
V Sloveniji (in večini Evrope) je za UWB namenjen del spektra med 3,1 in 4,8 GHz ter med 6,0 in 9,0 GHz.
Recimo, da oddamo impulz, ki traja 200 ps. To pomeni (Fourierjeva transformacija), da se energija takšnega impulza razprostre po frekvenčnem pasu od 0 (DC) do 10 GHz. Seveda to ni popoln pravokotni impulz, ker svoje doda tudi antena, ki je pri UWB-ju zelo pomembna, je pa vseeno energija dovolj enakomerno porazdeljena po frekvenčnem pasu. Sprejemnik nato zazna prisotnost energije impulza v času in ne glede na določeno frekvenco. To pomeni, da se impulzu priredi vrednost 1 ali 0 glede na to, kje v času je umeščen, hkrati pa to pomeni tudi, da motnja na določeni frekvenci, pa naj bo to radijska (od kakšne druge naprave, ki oddaja na tisti frekvenci) ali pa fizična (recimo železobeton ne prepušča vseh frekvenc enako dobro), ne bo imela prav nobenega učinka na pravilnost sprejema UWB-signala , če bo le več kot 50 odstotkov gostote spektralne energije impulza dospelo do sprejemnika. Najlepše pri vsem tem pa je, da je porazdeljena energija impulza na katerikoli frekvenci manjša od nivoja šuma, kar pomeni, da lahko UWB-signali obstajajo skupaj z običajnimi radijskimi tehnikami, ki uporabljajo RF-nosilce , pri čemer ne pride do opaznejše interference, saj se UWB-signal na navadnih napravah kaže le kot manjši šum.
Pomen pasovne širine
Claude Shannon in Robert Hartley iz Bellovega laboratorija sta že pred leti oblikovala matematično enačbo, ki opisuje prenos podatkov prek komunikacijskega kanala.
C = B * log2 (1 + S/N)
Kjer je C največja možna hitrost prenosa izražena v bitih na sekundo, B pasovna širina kanala v hercih, S moč signala v vatih in N moč šuma (motenj), tudi izražena v vatih. Pri večini tehnologij prenosa podatkov, ožičenih ali brezžičnih, je pasovna širina fiksno določena in je ni mogoče spreminjati. Višje hitrosti prenosa je mogoče dosegati zgolj s povečanjem moči oddajnika ali z uporabo simbolnih shem. Iz enačbe je tudi vidno, da hitrost linearno (premočrtno) narašča z večanjem pasovne širine. Širši kot je kanal, po domače povedano, hitreje se podatki pretakajo sem ter tja. V tem je tudi trik, ki ga uporablja tehnologija UWB.
Pomen vsega tega pa je, da se naprave zaznavajo med seboj. Samsungov iskalnik Start Tag bo sprejel impulz, ki ga bo oddal telefon, in obratno, na osnovi tega “pogovarjanja” pa bo mogoče bolj natančno določiti pozicijo izgubljenega predmeta v prostoru. Podobne napravice, menda z imenom AirTags, po dokaj zanesljivih neuradnih informacij pripravlja tudi Apple.
Brez komentarjev