UWB

Questões

1) Introdução

• Apresentar os conceitos básicos sobre a tecnologia

• Descrever os principais fornecedores/desenvolvedores

• Apontar cronologia de evolução

• Destacar pontos relevantes

2) Funcionamento

• Explicar os princípios básicos de funcionamento

Qualquer sistema a rádio, com largura de banda 25% maior do que sua freqüência central (ou seja, largura de banda fracionária> 25%), ou com largura de banda total maior que 1.5 GHz, pode ser chamado de
Ultra    Wideband.Geralmente os equipamentos de UWB possuem de 1.5 a 4 GHz de banda, o que gera um problema regulatório, já que maior parte das freqüências entre 1 e 6 GHz já foi destina para outros usos 
pelo FCC e pela NTIA (National Telecommunications and Information Administration). Então, para transmitir nestas freqüências, sem que seja requerida uma licença para o aparelho eletrônico, é necessário
limitar a potência do sinal, para que não haja interferência em outras transmissões. Utiliza-se basicamente do efeito do espalhamento espectral.

• Mostrar o fluxo de uma transmissão/recepção

O transmissor UWB envia vários pulsos curtos (largura menor que 1 nano- segundo) espalhados num espectro da ordem de 1 GHz, desde uma freqüência bastante baixa (da ordem de 1 Hz) até freqüências muito altas
(da ordem de GHz). A informação de um bit é geralmente espalhada em vários mono-ciclos. Desta forma a energia é espalhada por todo espectro, fazendo a densidade espectral de energia ser muito baixa 
(cerca de alguns microwatts por Mhz). Geralmente a freqüência central se localiza entre 650 Mhz e 5 GHz. O alcance do sinal pode chegar a alguns quilômetros com alguns miliwatts de potência.
Para que vários usuários possam acessar simultaneamente a comunicação é feita modulação. A modulação utilizada é a PPM, pulse position modulation. Nela, o intervalo entre dois pulsos e controlado de acordo
com o sinal de entrada (que contém os dados). Para cada usuário é aplicada uma seqüência chamada código de canal, o que torna possível o multi-acesso. A largura entre os mono- ciclos vai de 0.20 a 1.5
nanosegundos, enquanto a distância entre os pulsos é de 25 a 1000 nanosegundos.

No receptor, o demodulador converte o sinal de banda larga diretamente na saída desejada. Dentro do demodulador há um filtro de correlação cruzada coerente converte o trem de pulsos eletromagnéticos em um 
sinal de banda básica. O correlacionador é chamado de coerente por ele deve somar todos os pulsos recuperados de forma que volte a compor a informação transmitida.

• Detalhar elementos que fazem parte de todo o processo

• Desenhar topologia/arquitetura

untamente com o  UWB, surgiu o conceito de Plataforma Comum de Rádio UWB. Em cima da camada convergente de UWB podem estar várias aplicações como o Wireless USB, a próxima geração do Bluetooth,
o Plug and Play Universal, entre outras.

Como já foi citado, hoje há uma demanda muito grande pela interconexão sem fio de vários aparelhos como DVDs, televisores digitais, câmeras , etc. E como vimos, a tecnologia UWB, possuem a camada física
e Lógica (ou Mac, como mostrada no desenho acima), que possibilita esta interligação.

• Apontar os protocolos e tipos de acesso envolvidos

UWB (Ultra Wide Band), IEEE 802.15.3 - 10 a 55 Mbps de 30 a 50 metros
IEEE 802.15.3a - 110 a 480 Mbps (alcance reduzido de 10 metros)
Bluetooth (IEEE 802.15.1)
ZigBee (IEEE 802.15.4)

3) Estágio atual

• Atualizar quanto ao momento que vive a tecnologia

• Apontar eventuais problemas (tráfego, frequência, limitações, capacidade)

.Dificuldade de transmissão para taxas muito altas
O UWB não consegue competir com a fibra ótica ou outros sistemas óticos wireless quando há necessidade de transmissão a altas taxas (a partir de 10 Gbits)
.Compromisso entre a Razão Sinal Ruído e a banda
Por ser um sistema de rádio-freqüência, o UWB está sujeito aos mesmos problemas que os outros sistemas de RF. O mais importante destes é a relação entre a Razão Sinal Ruído (SNR) e a banda passante.
Quanto Maior a banda, pior será o SNR. Sabemos que a potência do sinal do UWB é muito baixa, então qualquer ruído de interferência que apareça ao longo da banda prejudica imensamente o SNR.
.Compromisso entre o Alcance e a Potência média do Sinal
Outro compromisso que surge devido às limitações dos sistemas RF é entre o alcance do sinal e a sua potência. Como o UWB transmite com potência média muito baixa, seu alcance não é muito grande.
Contudo, se aumentarmos a Potência, o alcance será maior, porém gerará interferência em outros sistemas que utilizam a mesma banda.  

• Exemplificar com matérias de revistas, livros e internet

4) Características técnicas

• Mostrar o espectro de frequência utilizado

• Explicar sobre o tipo de modulação

Método de codificação de informações em um sinal através da variação da posição dos pulsos. O sinal não-modulado consiste de uma série contínua de pulsos com frequência, duração e amplitude constantes.
Durante a modulação, as posições dos pulsos são modificadas de modo a refletir as informações que estão sendo codificadas.

• Apresentar os tipos de acesso. Ex: TDMA, FDMA , CDMA , etc

• Potência

DS-UWB  200mW

• Alcance

UWB (Ultra Wide Band), IEEE 802.15.3 - 10 a 55 Mbps de 30 a 50 metros
IEEE 802.15.3a - 110 a 480 Mbps (alcance reduzido de 10 metros)

• Consumo

5) Protocolos

• Apresentar os protocolos usados na comunicação entre os elementos

CSMA/CA
TDMA
MAC protocol

• Detalhar o formato dos protocolos

• Apontar as normas que regem este protocolo (RFC, por exemplo)

• Definir o órgão que coordena esta normatização

• Identificar endereço de consulta à norma

http://www.ieee802.org/15/pub/TG4a.html

6) Serviços

• Descrever serviços básicos disponíveis. Ex: mensagem, dados, mobilidade IP

• Apresentar interação com Internet

• Apontar serviços avançados disponíveis: Ex: LBS, segurança,

• Citar outros serviços ou possíveis aplicações futuras.