UWB-paikannuksen suurin rajoitus on ollut kantama. Belgialainen tutkimuslaitos Imec on nyt esitellyt tulevan IEEE 802.15.4ab -standardin ensimmäisen NBA-toteutuksen, jonka avulla paikannus onnistuu jopa neljä kertaa nykyistä kauempaa ilman merkittävää lisäystä tehonkulutukseen.
Ultra wideband eli UWB on yleistynyt nopeasti älypuhelimissa, paikannustageissa, puettavissa laitteissa ja autojen avaimettomissa järjestelmissä. Tekniikan vahvuus on erittäin tarkka etäisyyden mittaus, mutta kantama ja häiriönsieto ovat rajoittaneet sen käyttöä erityisesti ympäristöissä, joissa toimii paljon langattomia laitteita samanaikaisesti.
Ratkaisuksi ongelmaan on kehitetty uusi IEEE 802.15.4ab -standardi, jonka odotetaan valmistuvan myöhemmin tänä vuonna. Sen keskeinen uudistus on Narrowband Assistance eli NBA. Siinä UWB-paikannusta avustetaan 5–6 gigahertsin alueella toimivalla kapeakaistaisella radiolinkillä.
NBA-linkkiä käytetään laitteiden löytämiseen, synkronointiin ja yhteyksien koordinointiin. Varsinainen senttimetriluokan etäisyysmittaus tehdään edelleen UWB:llä. Näin UWB-järjestelmä pystyy toimimaan luotettavammin heikommilla signaaleilla ja suuremmilla etäisyyksillä.
Imecin mukaan sen uusi vastaanotin on ensimmäinen, joka toteuttaa ja validoi tulevan standardin NBA-mekanismin käytännössä. Piiri on valmistettu 22 nanometrin CMOS-prosessilla, ja sen tehonkulutus jää alle kuuteen milliwattiin.
Tutkijoiden mukaan vastaanotin pystyy havaitsemaan hyvin heikkoja signaaleja myös tilanteissa, joissa lähistöllä toimii voimakkaita Wi-Fi-lähettimiä. Vastaanottimen kohinaluku on 3,2 desibeliä, ja dynaaminen alue paranee yhdeksällä desibelillä nykyisiin ratkaisuihin verrattuna.
Parannusten ansiosta UWB-paikannuksen kantama voi kasvaa jopa nelinkertaiseksi. Imec kertoo lisäksi demonstroidensa ensimmäisen kokonaisen IEEE 802.15.4ab -yhteensopivan lähetin-vastaanotinjärjestelmän. Sen suorituskyvyn kerrotaan paranevan jopa 32-kertaiseksi, kun vastaanottimen lisäksi hyödynnetään uuden standardin muita ominaisuuksia.
Pidempi kantama ja parempi häiriönsieto voivat avata UWB:lle uusia käyttökohteita esimerkiksi robotiikassa, teollisuusautomaatiossa, logistiikassa ja lisätyn todellisuuden laseissa. Imec arvioi myös, että NBA-arkkitehtuuria voitaisiin tulevaisuudessa hyödyntää muissa vähätehoisissa radiotekniikoissa, kuten Bluetoothin tulevissa kehitysversioissa.
Tekoäly, kehittyneet yhteydet ja tietoturva muuttavat sulautettujen järjestelmien arkkitehtuureja. Laskentateho kasvaa nopeasti samaan aikaan, kun laitteiden fyysinen koko pienenee. Tietoturva, datan hallinta ja uudet säädökset lisäävät vaatimuksia niin yhteyksille kuin suunnittelullekin. Samalla laitevalmistajat pyrkivät nopeuttamaan tuotekehitys- ja testaussyklejään.
