L ỜI NÓI ĐẦU
4.4 Các trường hợp ứng dụng UWB
Ở phần này các phương pháp triển khai UWB được kiểm tra và đánh giá chặt chẽ hơn để xác định tính khả thi và tối đa hiệu năng hệ thống.
Các dạng sử dụng hệ thống UWB khác nhau có thể phân chia thành ba loại tuỳ thuộc vào khoảng cách hoạt động tối đa rmax:
● Khoảng cách hoạt động khoảng cách rmax=1 m: Hoạt động ở khoảng cách rất ngắn, hệ thống UWB có khả năng cung cấp dịch vụ tốc độ rất cao như USB 2.0 hay kết nối WireFire với tốc độ lên đến 500 Mb/s.
●Khoảng cách ngắn hoạt động với rmax<10 m: Sử dụng cho các hệ thống WPAN/WLAN với tốc độ cỡ 100 Mb/s.
● Khoảng cách hoạt động trung bình với rmax<10 m-1000 m: Trong trường hợp này hệ thống được sử dụng với tốc độ thấp cỡ 10-100 b/s có thể kết hợp với khả năng xác định vị trí của các thiết bịđầu cuối UWB tạo thành hệ thống định tuyến multi-hop. Ví dụ, hệ thống có thể sử dụng cho các thiết bị cảm biến (sensor) kết nối với nhau chẳng hạn như các bộ cảm biến hỏa hoạn hay thay thế dây dẫn cho các thiết bị tự động hoá trong các nhà máy mà ở đó phải thiết lập rất nhiều dây cáp.
Các hệ thống UWB từ các cách sử dụng trên được giả thiết hoạt động thoả mãn mặt nạ phổ công suất của FCC giới hạn công suất phát -41.3 dB/MHz hay 75 nW/MHz trong dải tần 3.1 GHz- 10.6 GHz. Tất cả các hệ thống được xem xét ở đây sẽ sử dụng công suất phát tối đa trong băng 3.1 GHz-6.1 GHz với tần số trung tâm fc=4.6 GHz và băng tần 3 dB B=3 GHz. Đây là lựa chọn cho thế hệ các hệ thống UWB đầu tiên và bởi vì suy hao là nhỏ nhất ở dải tần này. Một monocycle thoả mãn các yêu cầu trên là đạo hàm bậc 7 của xung Gaussian có độ rộng xung 2/3 ns tạo ra dung lượng tổng cộng 1.5 Gb/s sử dụng các phương pháp điều chế nhị phân. Một giả thiết khác về hiệu năng của anten và front-end RF. Anten được giả thiết vô hướng có hiệu suất 80 % [16] và front end RF có chỉ số tạp âm xấp xỉ 6 dB [13]. Nhiệt độđể tính tạp âm nền là 290 K. Suy hao đường là
22 2 16 n c c PL r f π = (4.21) Với c là tốc độ ánh sáng và r là khoảng cách. Số mũn là hàm của môi trường và thường trong khoảng 1.5-6. Trong trường hợp truyền dẫn không gian tự do (FSP) thì n=2. Ba loại hệ thống UWB được xem xét chi tiết hơn dưới đây.