Ultra Wideband
• Termo em inglês para banda ultra-larga
Perspectivas em Comunicações

Crescente demanda por dispositivos wireless portáteis com
maior largura de banda, mas em menor consumo de energia
que os disponíveis.
Perspectivas em Comunicações


Crescente demanda por dispositivos wireless portáteis com
maior largura de banda, mas em menor consumo de energia
que os disponíveis.
Congestionamento do espectro de rádio, que é um recurso
escasso segmentado e licenciado pelas autoridades
reguladoras.
Perspectivas em Comunicações



Crescente demanda por dispositivos wireless portáteis com
maior largura de banda, mas em menor consumo de energia
que os disponíveis.
Congestionamento do espectro de rádio, que é um recurso
escasso segmentado e licenciado pelas autoridades
reguladoras.
Crescimento do acesso em alta velocidade de internet a
cabo.
Perspectivas em Comunicações




Crescente demanda por dispositivos wireless portáteis com
maior largura de banda, mas em menor consumo de energia
que os disponíveis.
Congestionamento do espectro de rádio, que é um recurso
escasso segmentado e licenciado pelas autoridades
reguladoras.
Crescimento do acesso em alta velocidade de internet a
cabo.
Barateamento de semicondutores e redução de consumo de
energia para processamento de sinais
Comparação

Analisando a eficiência espacial:
Comparação
Tecnologia
Raio de alcance
(médio)
Números de dispositivos
simultâneos
Taxa de transmissão
(pico)
Eficiência espacial
IEEE 802.11a
Bluetooth
UWB
Comparação
Tecnologia
IEEE 802.11a
Raio de alcance
(médio)
50m
Números de dispositivos
simultâneos
12
Taxa de transmissão
(pico)
54Mb/s
Eficiência espacial
83Kb/s.m²
Bluetooth
UWB
Comparação
Tecnologia
IEEE 802.11a
Bluetooth
Raio de alcance
(médio)
50m
10m
Números de dispositivos
simultâneos
12
10
Taxa de transmissão
(pico)
54Mb/s
1Mb/s
Eficiência espacial
83Kb/s.m²
30Kb/s.m²
UWB
Comparação
Tecnologia
IEEE 802.11a
Bluetooth
UWB
Raio de alcance
(médio)
50m
10m
10m
Números de dispositivos
simultâneos
12
10
6
Taxa de transmissão
(pico)
54Mb/s
1Mb/s
50Mb/s
Eficiência espacial
83Kb/s.m²
30Kb/s.m²
Comparação
Tecnologia
IEEE 802.11a
Bluetooth
UWB
Raio de alcance
(médio)
50m
10m
10m
Números de dispositivos
simultâneos
12
10
6
Taxa de transmissão
(pico)
54Mb/s
1Mb/s
50Mb/s
Eficiência espacial
83Kb/s.m²
30Kb/s.m²
1000kb/s.m²
O DIFERENCIAL

Maior eficiência espacial
O DIFERENCIAL

Analisando a capacidade do canal, que é limitada
pelo ruído branco segundo a equação:
O DIFERENCIAL

Maior capacidade do
canal
Ultra Wideband
UWB: Interessante para ocupar o lugar do Bluetooth
(WPAN), mas o pequeno alcance torna improvável que
substitua totalmente o WI-FI (IEEE 802.11a).
História do Ultra Wideband
• Pioneirismo de Marconi (1874 – 1937) na comunicação
via rádio
• Utilização dos princípios do UWB na década de 60
• Desenvolvimento da tecnologia até os dias atuais
Ultra Wideband

Alto espalhamento no espectro eletromagnético.
Modulação em pulsos
(PPM ou PAM, por exemplo)


Regulamentação exige baixa potência de operação.
Vantagens

Permite tráfego de um grande fluxo de
informação(~400Mb/s)

Alta eficiência espacial

Operação em alta frequência requer antenas menores.

Baixo consumo de energia (sugere o uso em WPAN).

Difícil interceptação do sinal por terceiros
Desafios

Alocar frequências no espectro eletromagnético.

Viabilizar sistemas de baixo custo.

Garantir a integridade da informação transmitida.
Alocação de Espectro

Frequência permitida:entre 3,1 e 10,6Ghz.

Potência máxima de -41Dbm/MHz


Níveis máximos para uso externo menores do
que os para uso interno.
A potência pequena permite reuso do espectro
Alocação de Espectro
Multi-caminho



Ondas em geral podem refletir por vários caminhos,
gerando interferência devido à diferença de fase.
A UWB sofre pouco com esse efeito devido à serem
utilizados pulsos curtos (< 1ns).
As reflexões podem ser utilizadas para maior
aproveitamento do sinal (com maior relação sinal/ruído)
Multi-caminho
Camadas de Rede
Camada Física

Camada mais baixa, responsável pelo envio e recepção
dos bits.

Deve ser compatível com as características do meio físico.

Divisão do espectro em 14 bandas e 6 grupos.


Suporta FEC com diferentes taxas de redundância
(1/3,1/2,5/8,3/4).
Três códigos de espalhamento(TFC).
Camada de Controle de Acesso





Exige da camada física indicação de erro no Header e modo
de transmissão simples ou rajada.
Aplica políticas de alocação de banda (TDMA e CSMA).
É representada no ponto de acesso de serviço por um
endereço MAC.
Garante a comunicação entre um par de dispositivos com a
interferência de um terceiro.
Cria uma nova conexão ao mudar de área de alcance (útil
para SDMA).
Quadro da Mensagem
Aplicações
• Radares mais precisos e com maior resolução.
Aplicações:
Militares
Em resgate
Em segurança
• Wireless USB
• WPAN (Wireless Personal Area Network)
Perguntas
1. O que torna a eficiência espacial da UWB superior a
outras tecnologias?
Perguntas
1. O que torna a eficiência espacial da UWB superior a
outras tecnologias?
2. Por que a UWB é robusta em relação a multicaminhos?
Perguntas
1. O que torna a eficiência espacial da UWB superior a
outras tecnologias?
2. Por que a UWB é robusta em relação a multicaminhos?
3. Quais são as características do sinal de UWB?
Perguntas
1. O que torna a eficiência espacial da UWB superior a
outras tecnologias?
2. Por que a UWB é robusta em relação a multicaminhos?
3. Quais são as características do sinal de UWB?
4. Em que faixa de frequência são permitidas
transmissões UWB?
Perguntas
1. O que torna a eficiência espacial da UWB superior a
outras tecnologias?
2. Por que a UWB é robusta em relação a multicaminhos?
3. Quais são as características do sinal de UWB?
4. Em que faixa de frequência são permitidas
transmissões UWB?
5. Cite uma função da camada física.
Grupo:
Alexandre Navarro Costa Rodrigues
André Abido Figueiró
Helemberg Cubiça de Souza Júnior