次世代UWBのユースケースとテスト要件

高度な測距

ミリ秒単位（MMS）UWB測距は、ミリ秒スロットで送信されるRSFおよびRIFフラグメントに測距パケットを分割することで、精度と電力効率を向上させます。これにより、実効送信電力が向上し、干渉が低減します。UWB駆動型と狭帯域支援（NBA）型の両構成に対応し、UWBチャネルとO-QPSKチャネルのハイブリッド使用を可能にします。1対1および1対多測距モードが定義されており、遅延や消費電力要件に応じてインタリーブ／非インタリーブシーケンスを選択可能です。

UWBセンシング／レーダー

新しいSENSパケットフォーマット、サイドローブを最小限に抑えた専用パルス形状、標準化されたCIRデータインタフェースにより、UWBセンシング機能を利用可能です。動作検出、生体信号モニタリング、環境マッピングなどの用途があります。重複したチャネル割り当てを利用する周波数スティッチング（パケット内またはパケット間）により、精度が向上します。パルス設計では、3値コードとあらかじめ定義されたタイミングマーカーを用いて、解像度と物体の分離能力を強化しています。

ウェイクアップ受信機（WUR）

ウェイクアップ受信機（WUR）は、ミリ秒間隔で送信される専用UWBバーストを使用して、低消費電力状態のデバイスを起動します。ウェイクアップメッセージは、スタートビットとデバイスIDを含む同期パルスで構成され、位置変調を使用して2進数を表現します。SYNC繰り返し回数を変化させることで、遅延と消費電力のバランスを取り、10.25 ms～102.5 msのウェイクアップ期間に対応します。

低エネルギーUWB（LE-UWB）

LE-UWBは、必須のオンオフキーイング（OOK）とオプションのバースト位置変調（BPM）により、効率的な低複雑度通信を実現します。両変調方式ともチップレベルのパルスパターンを使用し、最大245.76 MHzのレートで5～20 Mbpsのデータレートをサポートします。シンボルが短く、RFキャリア生成が不要なため、消費電力が制約される低遅延IoTアプリケーションに適しています。

新しい物理層テスト要件

拡張UWB機能には新しいテスト条件が必要で、その中には、タイムドメインマスクを用いたパルス形状精度の制約や相互相関要件が含まれます。O-QPSKベースの狭帯域PHY、動的データレートアダプテーション、センシングパルスの適合性に関する追加テストも導入されます。これらのテストは、IEEE規格だけでなく、FiRa、CCC、CSAなどの規制および認証要件とも整合しています。

O-QPSK送信パワースペクトラム密度（PSD）マスク

NBA MMS測距におけるO-QPSK送信は、特定のスペクトルパワー密度制限に適合する必要があります。送信PSDは100 kHz分解能で測定され、搬送波周波数から±3.5 MHzを超える範囲では－20dB低下している必要があります。シンボルと搬送波周波数の整合は±20 ppmという厳密な許容範囲内に収まる必要があり、これによりUWB PHYとのコヒーレントな動作を保証します。

UWBテストソリューション

CMP200 や R&S®ATS800R などのテスト機器は、研究初期、チップセット設計、適合性試験、製造、認証に至るまで、UWB開発の全段階をサポートします。提供される機能には、パラメトリックテスト、AoA検証、センシングパルス検証、無線（OTA）性能評価などがあります。