RADIJSKA TEHNOLOGIJA BREZ NOSILCA

Signali UWB so elektromagnetni valovi, ki istočasno in trenutno zasedejo pasovno širino, večjo od 25 % centralne operativne frekvence ali absolutno pasovno širino 1,5 GHz ali več. 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 manj kot 1 pikosekundo (10-12 s), pri čemer se energija impulza razprostira čez zelo širok, lahko rečemo skoraj ves frekvenčni prostor. S filtriranjem, pa tudi časovnim krmiljenjem trajanja impulza, lahko nato določimo, po kolikšnem frekvenčnem pasu naj se energija impulza razprostre.

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 % 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. S tem se odpira ogromno novih telekomunikacijskih možnosti, saj smo pridobili izredno veliko frekvenčnega prostora na brezžičnem področju.

IMUNOST NA PRISLUŠKOVANJE IN MOTENJE

Torej, UWB je resnično digitalna radijska komunikacija, niz zelo kratkih elektromagnetnih impulzov, ki ne obstajajo le na eni točno določeni frekvenci, ampak se porazdelijo po celotnem frekvenčnem pasu. Lahko bi rekli, da je le eksplozija elektromagnetnega šuma. Ključ, da pridemo od šuma do komunikacije in naprej do podatkov, je v natančnem časovnem zaporedju impulzov, kar razkrije kodo. Da pridemo do informacije v tej kodi, pa mora sprejemnik poznati natančno impulzno sekvenco, ki jo je uporabil oddajnik. Z drugimi besedami povedano, če želiš pri UWB-ju kaj slišati, moraš natančno vedeti. kdaj poslušati. Torej morata biti sprejemnik in oddajnik med sabo natančno sinhronizirana. S tem je UWB zelo varen način komunikacije, zaradi česar je tudi zelo priljubljen pri vojski. UWB je tako rekoč imun na prisluškovanje, interference in načrtno radijsko motenje. Zaradi njegovega širokega frekvenčnega obsega, ki vsebuje tudi ultranizke frekvence, je uporaben tudi za komunikacijo s potopljenimi podmornicami (visoko frekvenčni signali se pod vodo ne razširjajo), z lahkoto se uporabi tudi v stavbah in celo pod zemljo. Zaradi naključne narave časovnih shem UWB pa se zdi, da dejansko ni nikakršne omejitve v številu UWB signalov, ki si lahko delijo isti frekvenčni pas.

PRIHRANKI

Z arhitekturnega vidika gledano so lahko UWB-naprave veliko cenejše od današnjih naprav, ki temeljijo na tehnologiji z nosilcem RF. Tehnologije z nosilcem morajo modulirati in demodulirati kompleksno analogno ovojnico in za to uporabiti dodatne elemente v vezju. UWB na drugi strani pa ponuja resnično binarno obliko komunikacije, ki jo lahko izvedemo že s štirimi komponentami. Prva je oddajnik/sprejemnik, druga je UWB-antena, ki je zelo pomembna za končno obliko signala, tretja je digitalni procesor osnovnega pasu, ki pregleduje podatke in posreduje popravke napak, četrta komponenta pa so programi in protokoli v ROM-u, ki upravljajo z digitalnim procesorjem osnovnega pasu. Dodaten prihranek lahko pomeni tudi izredno majhna poraba energije, ki jo tehnologija UWB omogoča in se meri v mikrovatih. Nekaj ironije je v tem, da je bila UWB tehnologija še pred časom ekstremno draga za izvedbo, dokler niso na trg prišli ceneni računalniški čipi, zdaj pa bo postala ista tehnologija ekstremno poceni.

Tudi zasičenosti frekvenčnega prostora se ni bati, saj se zaradi naključne narave časovnih shem UWB zdi, da ni prav nobene omejitve glede števila UWB-signalov, ki si lahko delijo isti frekvenčni pas. Tako se zdi, da je edina slabost tehnologije UWB le njeno razmerje med dometom in hitrostjo prenosa podatkov, saj hitrost prenosa s povečevanjem dometa strmo pada.

Marjan Kodelja