ما هو النطاق العريض للغاية? ما يمكنك فعله به?

مقدمة

تمامًا مثل البلوتوث والواي فاي, UWB (شنطاق واسع جدًا) هو قصير المدى, بروتوكول الاتصال اللاسلكي. تأتي عوامل الجذب للنطاق العريض للغاية في أشكال معدل البيانات المرتفع, استهلاك منخفض للطاقة, القدرة على مكافحة التدخل, إلخ. في هذه المدونة, ندخل في التعريف, الفوائد الرئيسية, واستخدام تكنولوجيا النطاق العريض للغاية.

ما هو النطاق العريض للغاية?

النطاق فائق الاتساع عبارة عن تقنية لاسلكية تقتصر على الاتصال ضمن نطاق قصير. كان يطلق عليه سابقًا اسم الراديو الدافع, ولكن يتم تعريف النطاق فائق الاتساع حاليًا على أنه إرسال هوائي بنطاق ترددي للإشارة يتجاوز أقل من 500 ميغاهيرتز أو 20% التردد المركزي الحسابي. تعمل تقنية النطاق العريض للغاية على نقل البيانات عن طريق إرسال رسائل قصيرة, نبضات الراديو الضيقة, مناسب لقياس وصول الإشارة بدقة. أهم تطبيقات هاتين السعتين هي تحديد الموقع الدقيق لجهاز يدعم تقنية UWB وقياس المسافة.

كيف نطاق واسع جدًا Wأورك?

في الوقت الحاضر, تُستخدم تقنية النطاق العريض للغاية بشكل أساسي لقياس المسافة بدقة عالية. إذا كان هناك جهازان ذو نطاق عريض للغاية قريبان من بعضهما البعض, يرسل جهاز واحد يسمى جهاز الإرسال نبضة راديو قصيرة إلى الجهاز الآخر وهو جهاز الاستقبال. بعد ارتداد النبض, يعطي جهاز الاستقبال نبضة رد بسرعة. ثم يقوم مرسل الراديو بقياس المدة التي انقضت بين الإرسال واستقبال الاستجابة (ويسمى أيضًا وقت الرحلة). هذه المرة يمكن, بعد الأخذ في الاعتبار سرعة الضوء, استخدامها لحساب المسافة بين الجهازين.

ترددات النطاق العريض للغاية

يمكن أن يختلف نطاق التردد فائق الاتساع عبر البلدان وفقًا للوائح الراديو الخاصة بها. في الولايات المتحدة, خصصت لجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC) نطاقًا تردديًا يبلغ 7.5 غيغاهيرتز (3.1 جيجا هرتز إلى 10.6 غيغاهيرتز) لتطبيقات النطاق العريض للغاية غير المرخصة. هذا العام, أعادت وزارة الصناعة وتكنولوجيا المعلومات الصينية رسم نطاق ترددات النطاق العريض للغاية من أجل تصنيعه منه 7163 ميغاهيرتز إلى 8812 ميغاهيرتز. سيتم تحديث نطاقات التردد بشكل مستمر في المستقبل نظرًا لتطورها وتنوع التقنيات اللاسلكية التي تستخدم موارد الطيف المطلوبة.

ما هي فوائد النطاق العريض للغاية?

دقة تحديد المواقع عالية:

إنه يتجنب عيوب قوة الإشارة ويطبق زمن الرحلة (ToF), تتراوح في اتجاهين(TWR), اختلاف الوقت في الوصول (tdoa) أو زاوية الوصول(اتفاقية الزراعة) لإعطاء مسافة دقيقة للأجهزة.

اتصال لاسلكي عالي السرعة:

بسبب عرض النطاق الترددي العالي, يوفر UWB معدل نقل بيانات عاليًا للغاية وهو مفيد للاتصالات في الوقت الفعلي.

الطاقة المنخفضة:

نظرًا لأن إشارات النطاق العريض للغاية تستخدم كثافة طيفية منخفضة القدرة, وهذا يعني أن الأجهزة لا تحتاج إلى الإرسال بطاقة عالية. فهو يتيح للبطارية أن تدوم لفترة أطول وهو أمر بالغ الأهمية, خاصة بالنسبة للأجهزة التي تعمل بالبطارية مثل منارات UWB, علامات الأصول, أو باستخدام المفتاح الرقمي.

تدخل منخفض:

يعمل على نطاق واسع جدًا من الترددات (3.1-10.6 جيجا هرتز) مما يساعد على تخفيف تأثير التداخل من مصادر النطاق الترددي الضيق.

استخدامات النطاق فائق الاتساع

الهاتف الذكي

تستخدم العلامات التجارية للهواتف الذكية UWB (النطاق العريض الفائق) التكنولوجيا للحصول على خدمات أكثر دقة تعتمد على الموقع. يمكن للمستخدمين الآن تحديد موقع إشارات أو علامات UWB الخاصة بهم بسهولة بدقة ملحوظة للعثور بسرعة على العناصر المفقودة.

طبي

يمكن استخدام قياسات العلامات الحيوية في الوقت الفعلي بدقة عالية في الأجهزة الطبية القابلة للارتداء المُحسّنة لـ UWB, مما سيمكن أنظمة الرعاية الصحية من أن تصبح أكثر كفاءة.

السيارات

يتم أيضًا تمكين مفاتيح السيارة الرقمية والمادية بواسطة UWB, السماح بمجموعة واسعة من حالات الاستخدام بدون لمس لوظائف جديدة مثل التحكم في الوصول على أساس الحالة: بعبارة أخرى, يتم فتح قفل السيارة عندما تبدأ في الاقتراب (جسديا أو رقميا), مما يجعلها تشعر بأنها على قيد الحياة.

صناعي

يعد التتبع عالي الدقة لـ UWB بمثابة تغيير في قواعد اللعبة للعديد من الصناعات المختلفة. للخدمات اللوجستية, يجعل تتبع الأصول والطرود أمرًا بسيطًا; لمراكز التسوق الضخمة, تضمن هذه التقنية تنقلًا داخليًا دقيقًا للمستهلكين بينما تتميز بأنها أداة تسويق تقريبية فعالة تستفيد منها الشركات.

ما هو الفرق بين النطاق العريض للغاية, واي فاي وبلوتوث?

تعد تقنية Bluetooth و WiFi بالفعل من أكثر أنظمة الاتصالات اللاسلكية شيوعًا. لذا, قد تتساءل: مع هذه الأنظمة الراسخة, لماذا مطلوب معيار لاسلكي آخر? دعونا نحللها بطريقة مقارنة.

UWB مقابل. بلوتوث جنيه (بليه)

يعمل كل من البلوتوث والواي فاي في 2.4 نطاق جيجا هرتز مما يجعلها عرضة للتدخلات, حيث يمكن أيضًا أن تنعكس الإشارات أو تمتصها بسهولة, خاصة في البيئات شديدة العوائق. يقيس البلوتوث المسافة بين جهازين من خلال تقييم قوة الإشارة المرسلة, والتي قد لا تعمل في بعض الحالات عندما تكون هناك عوائق كثيرة بينهما. بينما, يعد UWB أكثر قوة ضد التداخل في المقام الأول لأنه يحتوي على نطاق واسع ويستخدم تقنيات مثل زمن الرحلة (ToF) الذي يضمن الدقة. لكن, UWB باهظ الثمن وفي بعض الأحيان لا يعمل بدون مصدر طاقة نشط ولكن إشارات BLE لا تزال هي الحل المفضل لأنها فعالة من حيث التكلفة وأكثر توافقًا.

UWB مقابل. واي فاي

عادة ما تكون شبكة Wi-Fi لنظام تحديد المواقع الداخلي حلاً رئيسيًا آخر, بالإضافة إلى ميزة توفره في الأماكن العامة والخاصة في جميع أنحاء العالم. لكن, مثل البلوتوث, واي فاي يستخدم 2.4 يعتمد تقدير نطاق جيجا هرتز والمسافة أيضًا على قوة الإشارة التي تعاني من نفس المشكلات. أيضًا, نظرًا لميزة قوة UWB مقارنة بشبكة WiFi, وهذا هو السبب وراء ضرورة تشغيل أجهزة توجيه WiFi دائمًا, تتطلب شبكة WiFi متطلبات طاقة أعلى بكثير من UWB. على الرغم من أنها مكلفة للغاية بسبب ارتفاع تكاليف التثبيت, يعد استهلاك بطارية UWB المنخفض ودقتها مفيدًا بشكل خاص لبعض حالات الاستخدام.

Minew ابتكار تكنولوجيا النطاق العريض للغاية

ال MBM01 منارة طويلة المدى للغاية يدمج تقنية BLE وUWB لتقديم حل متقدم. دعم العثور على الاتجاه, نقل البيانات عالية الإنتاجية في 2 ميغابت في الثانية, وتكامل API, فهو يوفر نهجًا سلسًا لتحليل عادات التسوق وتنفيذ التسويق الدقيق في تجارة التجزئة الذكية.

MBS02 منارة الموقع أطلق العنان لإمكانات UWB وBLE لتحسين التنقل على الطريق وتقديم الإشعارات والعروض الترويجية مباشرة إلى العملاء. مع إعجاب 6.5 سنوات من عمر البطارية وتصنيف IP67, يمكن أن تساعد منارة MBS02 في تحويل متجرك إلى وجهة مفضلة.