Casos de uso de UWB de próxima generación y requisitos de test

Determinación de la posición avanzada

La determinación de la posición UWB con múltiples milisegundos (MMS) mejora la precisión y la eficiencia energética al dividir paquetes de posicionamiento en fragmentos RSF y RIF que se transmiten en intervalos de milisegundos. De este modo se alcanza una potencia de transmisión efectiva más alta y se reducen las interferencias. Son posibles tanto configuraciones UWB como asistidas por banda estrecha (NBA), lo que permite el uso híbrido de canales UWB y O-QPSK. Están definidos modos de determinación de la posición «varios a uno» y «uno a varios», con opciones para secuencias intercaladas y no intercaladas en función de las exigencias de latencia y potencia.

Detección/radar por UWB

Las funciones de detección por UWB se habilitan mediante nuevos formatos de paquetes SENS, formas de pulso especializadas con lóbulos laterales mínimos e interfaces de datos CIR estandarizadas. Las aplicaciones incluyen detección de movimiento, monitorización de signos vitales y mapeado del entorno. La precisión mejora gracias a la aplicación de ensamblado de frecuencias (frequency stitching) —bien dentro de los paquetes o entre paquetes— con asignaciones de canales solapadas. El diseño de los pulsos emplea códigos ternarios y marcadores de temporización predefinidos para mejorar la resolución y la separación de objetos.

Radio de activación

Las radios de activación utilizan ráfagas dedicadas UWB espaciadas en intervalos de milisegundos para activar dispositivos en estado de bajo consumo. Los mensajes de activación consisten en pulsos sincronizados codificados con un bit de inicio y una ID de dispositivo de destino, utilizando modulación de posición para la representación binaria. El sistema equilibra la latencia y el consumo de energía variando el número de repeticiones de SYNC, con periodos de activación de entre 10,25 ms y 102,5 ms.

UWB de bajo consumo (LE-UWB)

LE-UWB hace posible la comunicación eficiente y de baja complejidad mediante modulación por encendido/apagado (OOK) forzosa y modulación por posición de ráfaga (BPM) opcional. Ambas modulaciones utilizan patrones de pulsos a nivel de chip con velocidades de hasta 245,76 MHz, lo que se traduce en velocidades de transmisión entre 5 Mbps y 20 Mbps. Los símbolos son cortos y no requieren generación de portadora de RF, de modo que LE-UWB es apto para aplicaciones del IoT de bajo consumo energético y baja latencia.

Requisitos de prueba de la nueva capa física

Las funciones mejoradas de UWB exigen nuevas condiciones de test que incluyen limitaciones en la precisión de la forma de pulso con máscaras de dominio temporal y requisitos de correlación cruzada. También se añaden pruebas adicionales para PHY de banda estrecha basadas en O-QPSK, adaptación dinámica de la velocidad de transferencia de datos y conformidad de pulsos de detección. Estos test son conformes con los estándares IEEE y con los requisitos normativos y de certificación de autoridades como la FiRa, CCC y CSA.

Máscara de densidad espectral de potencia (PSD) de transmisión O-QPSK

La transmisión O-QPSK en la determinación de la posición MMS NBA debe cumplir los límites específicos de densidad espectral de potencia. La PSD de transmisión se mide con un ancho de banda de resolución de 100 kHz, que requiere una caída relativa de -20 dB más allá de ±3,5 MHz de la frecuencia portadora. El ajuste de símbolos y frecuencia portadora debe cumplir las estrictas tolerancias de ±20 ppm para garantizar la operación coherente con las PHY UWB.

Soluciones de test de UWB

Instrumentos como el CMP200 y la R&S®ATS800R apoyan el desarrollo de UWB en todas las fases: desde la investigación temprana y el diseño de chipsets hasta la aceptación, la producción y la certificación. Las funciones incluyen pruebas de parámetros, verificación de ángulo de llegada, validación de pulsos de detección y caracterización del rendimiento «over the air» (OTA).