Ultrawideband staat in de startblokken
Over een afstand van een tiental meter zijn datasnelheden tot wel 480 Mbps mogelijk.
Energieverbruik
De Amerikaanse overheid staat het gebruik van UWB-technologie al sinds 2002 toe. Aanvankelijke lagen de verwachtingen hoog, maar daarop volgde de teleurstelling over de voorgespiegelde energiezuinigheid van de technologie. “Wanneer je gigabits aan data wil versturen, lukt dat niet met een een 0,5 mW zendvermogen”, zegt Wouter Serdijn, projectleider draadloze communicatietechnologie aan de TU Delft. De technologie is vervolgens vooral voor militair gebruik verder ontwikkeld maar wint nu ook weer in civiele toepassingen aan populariteit. Een kastje (‘tag’) ter grootte van een suikerklontje kan op een enkele knoopcel-batterij wel twee jaar lang elke seconde zijn aanwezigheid kenbaar maken, legt Serdijn uit. “Er zijn ideeën om er de bewegingen in vloeistoffen mee vast te stellen of in grondmassa’s zoals dijken of duinen.”
Achtergrondruis
Ultrawideband ontleent zijn mogelijkheden aan het doorbreken van klassiek denken over frequentiegebruik. Tot nog toe wordt voor een specifieke toepassing een nauw segment in het spectrum gereserveerd waarop, al dan niet met fors vermogen, een signaal wordt gestuurd tussen twee antennes. Ultrawideband gebruikt een breed gedeelte van het spectrum en zendt daar in de tijd afgebakende pulsen (pulsradio) informatie overheen met een vermogen dat nauwelijks boven de achtergrondruis uitkomt. Doordat zender en ontvanger weten wanneer er moet worden geluisterd kan de ruis worden weggefilterd en ontstaat een helder signaal.
Dat goedkeuring van de Europese Commissie lang op zich heeft laten wachten, komt door de juridische implicaties. Frequentieblokken zijn door overheden voor exclusief gebruik in licentie gegeven. In sommige gevallen, zoals bij mobiele telefonie, zijn daar grote sommen geld voor betaald. Andere toepassingen in die band toelaten, vereist een nieuw juridisch kader en een verzekering dat de nieuwe toepassing de toepassing waarvoor de frequentie in licentie werd gegeven niet stoort. In Europa mag UWB nu worden toegepast in het gebied tussen 6 en 8,5 GHz. Dit is een deel van het spectrum waar tot nu toe niet veel toepassingen gebruik van maken.
Producten ontwikkeld voor de Amerikaanse markt, zijn niet een op een in te zetten in Europa. In de Verenigde Staten heeft de overheid een gebied van 3,1 tot 10,6 GHz waarin UWB-gebruik is toegestaan. De meeste producten gebruiken daar het gebied tussen 3,1 en 4,8 GHz en zijn dus nog verboden in Europa.
Draadloze USB
Vooral apparatuur voor plaatsbepaling is voor de Amerikaanse markt al in ruime mate ontwikkeld door bedrijven als Ubisense en Multispectral Solutions. De industrie kan die apparatuur relatief makkelijk aanpassen voor Europa, verwacht Serdijn.
Een belangrijke concurrent is WiFi. “In de WiFi-standaard liggen veel eigenschappen vast bijvoorbeeld over zendvermogen en signalering, die de technologie kwistig maken met energie. Het grote voordeel is echter dat er al zoveel netwerkinfrastructuur aanwezig is.” Voor complexere dataoverdracht als een draadloze USB-verbinding is de apparatuur minder makkelijk aan te passen aan de Europese vereisten, denkt Serdijn. “Voor de hoge datasnelheden zijn chips ontwikkeld met een speciale architectuur. Dat proces moet gedeeltelijk over. Ook moeten de antennes worden aangepast.”
Antennevormen
De wetenschappelijke uitdaging ligt voor zijn groep in het verbeteren van de radiotechnologie en de antennes. UWB is de eerste technologie die gebruik maakt van een breed spectrum. Antennes waren tot nog toe echter ontworpen op het bestrijken van een heel smal gebied. De andere vereisten geven de mogelijkheid te experimenteren met geheel nieuwe vormen. Daarnaast kijken de TUDelft-onderzoekers naar de ontvangst en bewerking van de zwakke UWB-signalen en de nog relatief onbekende karakteristieken van impulsradio. Serdijn’s groep werkt daarvoor onder meer samen met het Vlaamse IMEC, een onafhankelijk Europees onderzoekscentrum en het HOLST centrum op de hightech-campus in Eindhoven.