Sistemas de banda ultralarga Aplicações e Desafios
Com o intuito de conviver com os serviços de celulares, WiFi e Wimax, o UWB utiliza
uma faixa de frequências muito larga usando o já congestionado espectro
eletromagnético de uma forma melhor
Sistemas UWB vêm sendo investigados há algum tempo para usar da melhor maneira o já congestionado
espectro eletromagnético. Como o nome diz, ele utiliza uma faixa de frequências extremamente larga, e
transmite pulsos no domíno tempo para codificar o sinal. Denominado também como “impulse radio”, foi
idealizado inclusive para conviver com os serviços de celular, WiFi e Wimax.
Curiosamente, a transmissão por impulsos rápidos no domínio do tempo foi usada nos primórdios da
engenharia por Heinrich Hertz, que em 1893 usou um chamado transmissor “spark gap”! (figura
1) Rudimentarmente, um sinal elétrico ocasionado por um chaveamento de alta velocidade é transmitido
por uma espécie de antena. Algo semelhante ao observado na emissão indesejada de energia pelo sistema
de ignição (velas) de automóveis e motos com problemas de isolamento, detectadas em nossas televisões
na forma de ruídos.
Nos Estados Unidos foi alocada para o sistema UWB uma faixa de 3,1 a 10,6 GHz, com potências de
transmissão da ordem de -41dBm (menor que 1 mW). Dentro dessas restrições, a comercialização e uso
de equipamentos usando o sistema é livre, não necessita de licenciamento.
Aplicações
Algumas aplicações possíveis utilizando esse sistema:
• Transmissão de dados de alta velocidade (ordem de 1Gbit/s), visando aplicações de HDTV (televisão de
alta definição).
• Radares usando UWB viabilizam uma detecção de pequenos objetos a distâncias pequenas (ordem de
centímetros) com maior precisão do que radares comuns. O sistema possibilita que sistemas possam ainda
“enxergar” através de paredes, com aplicações na área de segurança e defesa.
• Meio para interconectar os diferentes equipamentos eletrônicos de uso pessoal como, por exemplo,
celulares, computadores, impres- soras, eletrodomésticos, etc. Viria a preencher a lacuna inicialmente
imaginada para ser preenchida pelo Bluetooth.
• Uso de UWB junto a sistemas RFID possibilita uma maior eficiência na área de logística e localização.
• Todas essas aplicações acima citadas são no momento exploradas por empresas com produtos
disponibilizados comercialmente, especialmente no mercado norte americano.
Características técnicas
Mas o que torna esse sistema tão diferente dos demais? Basicamente, o uso de pulsos para comunicação
faz com que a detecção seja baseada não simplesmente na potência do sinal recebido (mais nível de sinal,
melhor recepção, maior quantidade de dados), mas principalmente no fato de que conhecemos
previamente o formato do pulso a ser recebido. Assim, processadores digitais de sinais conseguem
“procurar” pelo pulso mesmo que ele tenha sido recebido com amplitude bem baixa.
Na figura 2 podemos perceber que o sinal de UWB possui pulsos mais largos no domínio tempo. Mas no
domínio frequência percebemos que enquanto o sinal de FM (frequência modulada, usado para
comparação) ocupa uma faixa estreita em torno da portadora, com maior am- plitude, o sinal UWB ocupa
uma faixa de frequência mais ampla, mas com potência mais baixa.
Os pulsos usados no UWB são variados, e uma grande vantagem desse sistema consiste na possibilidade
do uso de circuitos com tecnologia CMOS de baixo custo para geração e detecção. Assim, caros e
complexos circuitos de RF são evitados. Além disso, como os impulsos são transmitidos com baixíssima
potência, temos um sistema com vida útil de baterias expandida. A figura 3 ilustra alguns pulsos e suas
