UWB: Banda ultralarga di prossima generazione

NG-UWB è un'evoluzione dei precedenti standard UWB, basata sulle fondamenta poste dallo standard IEEE 802.15.4z. Le principali differenze di NG-UWB rispetto agli standard precedenti possono essere riassunte come segue:

• Schemi di modulazione avanzati: NG-UWB introduce tre schemi di modulazione avanzati basati su un'alta frequenza di ripetizione degli impulsi (HPRF). Questo include due opzioni di modulazione a lunga distanza e due ad alta velocità di trasmissione dati, consentendo una maggiore versatilità negli scenari di comunicazione.
• Modalità di comunicazione a bassa latenza: questa funzione utilizza la codifica a controllo di parità a bassa densità (LDPC). Supporta l'adattamento dinamico dello schema di modulazione, consentendo una comunicazione più efficiente adattata alle esigenze specifiche dell'app.
• Rilevamento multi-millisecondo (MMS): il ranging MMS suddivide i pacchetti di ranging UWB in frammenti più piccoli inviati in slot temporali consecutivi di millisecondi. Questo avvicinamento consente un aumento del budget di potenza, migliorando le prestazioni delle operazioni di misura della distanza (ranging).
• Miglioramento del ranging e del trasferimento dati: NG-UWB mira a superare le limitazioni degli standard UWB precedenti migliorando significativamente le prestazioni di ranging e aumentando le capacità di trasferimento dati.
• Nuovi schemi di codifica: L'introduzione di nuovi schemi di codifica migliora il budget di collegamento e la coesistenza con altre tecnologie, rendendo l'UWB più robusto in ambienti diversi.
• Capacità di rilevamento: Capacità di rilevamento avanzate significano un ambito ampliato di applicazioni per NG-UWB.
• Applicazioni emergenti: NG-UWB apre nuove potenziali applicazioni, come pagamenti senza contatto, streaming audio e video ad alta risoluzione, capacità avanzate di rilevamento e radar, rilevamento della presenza, rilevamento delle intrusioni e acquisizione dei segni vitali.

Il ranging NBA-MMS migliora le prestazioni UWB attraverso:

• Segmentazione dei pacchetti di ranging: il ranging NBA-MMS divide i pacchetti di ranging UWB in frammenti più piccoli. Inviando questi frammenti in slot temporali consecutivi di millisecondi, il sistema può ottimizzare l'uso della potenza consentita per millisecondo. Ciò consente una trasmissione e ricezione dei dati più efficienti, migliorando l'accuratezza e l'affidabilità complessive del processo di misura della distanza.
• Budget di potenza aumentato: NBA-MMS può sfruttare risorse di potenza aggiuntive. Gli intervalli di tempo consecutivi consentono una trasmissione più prolungata, che può portare a un miglioramento della potenza del segnale e a prestazioni migliori in ambienti difficili dove può verificarsi un degrado del segnale.
• Comunicazione a banda stretta nella fase di controllo: applicando un livello fisico a modulazione shift keying con fase in quadratura offset (O-QPSK) nella banda a 5 GHz, il sistema può ottenere un segnale di controllo più stabile e affidabile.
• Maggiore accuratezza nel ranging: la combinazione della trasmissione di pacchetti frammentati e del supporto a banda stretta porta a un miglioramento della risoluzione temporale e dell'accuratezza nelle misure di distanza. Questo è cruciale per le applicazioni che si basano su capacità precise di posizionamento e ranging.
• Robustezza in ambienti diversi: La capacità di utilizzare in modo adattivo la comunicazione a banda stretta aiuta a mantenere le prestazioni anche in condizioni difficili.

Alcune applicazioni chiave emergenti di NG-UWB sono:

• Pagamento senza contatto
• Accesso sicuro
• Asset tracking
• Audio e video ad alta risoluzione
• Capacità avanzate di rilevamento e radar
• Rilevamento della presenza e acquisizione degli occupanti
• Rilevamento delle intrusioni
• Monitoraggio dei segni vitali

Simile alla generazione precedente di UWB, sono richiesti diversi livelli di test: dalla verifica delle prestazioni e conformità del livello fisico al collaudo MAC e di interoperabilità, come previsto dagli schemi di certificazione FiRa. Rohde & Schwarz offre soluzioni complete per la conformità normativa e agli standard del livello fisico. Supportiamo anche il test delle prestazioni del livello fisico in tutte le fasi del ciclo di vita del prodotto.

Il ranging sicuro è una caratteristica fondamentale di UWB per applicazioni come l'accesso sicuro o il pagamento senza contatto. Oltre alle funzionalità tecnologiche integrate, ci sono alcuni scenari di test fisici definiti da FiRa che consentono di verificare la robustezza del livello fisico contro gli attacchi. Anche questi fanno parte della certificazione del livello fisico FiRa.

L'acquisizione delle potenziali vulnerabilità di sicurezza e dei relativi progressi tecnologici è un processo continuo. Il consorzio FiRa gestisce un proprio sistema di segnalazione degli incidenti di sicurezza per raccogliere ed elaborare le segnalazioni di vulnerabilità di sicurezza.