UWB (Ultra-Breitband)

Nach der Definition der Federal Communications Commission (FCC) ist Ultra Wideband (UWB) ein Breitbandsignal mit einer Bandbreite von mehr als 500 MHz Bandbreite im Frequenzbereich zwischen 3,1 GHz und 10,6 GHz. UWB wird auch definiert als ein Funkübertragungsverfahren dessen Bandbreite 25 % oder mehr der Trägerfrequenz oder mehr als 1,5 GHz beträgt.

Die UWB-Technik ist eine Technik für Funk-LANs, die eine wesentlich höhere Übertragungsgeschwindigkeit gegenüber 802.11 bietet. Die Spezifikationen für die UWB-Technik wurden von der IEEE-Arbeitsgruppe 802.15.3a erstellt und nach deren Auflösung vom UWB-Forum und der WiMedia-Allianz weiterentwickelt. Außerdem unterstützt das Industrieforum MBOA die UWB-Aktivitäten. Diese Arbeitsgruppen beschäftigen sich mit Wireless Personal Area Networks (WPAN), Funknetze mit geringer Reichweite und der Funkschnittstelle. Die entsprechende Technologie wird u.a. in ZigBee und WirelessUSB eingesetzt.

Von der MBOA definierte UWB-Funkplattform

Die von der MBOA entwickelte Funkplattform für UWB kennt zwei Transportschichten: den Radio Layer und den Convergence Layer. Über diese beiden Schichten sollen verschiedene drahtlose Hochgeschwindigkeitsübertragungen realisiert werden.

UWB-Frequenzspektren, Aufteilung nach den WiMedia-Spezifikationen

UWB hat Übertragungsraten von mindestens 110 Mbit/s über 10 m. Bei der vom UWB-Forum vorgeschlagenen Übertragungstechnik handelt es sich um die trägerlos arbeitende Spreizbandtechnik DS-UWB mit einer extrem breitbandigen Ausstrahlung im Frequenzbereich zwischen 3,1 GHz und 10,6 GHz. Bei dieser Modulationstechnik mit Trägerunterdrückung, die sich durch einen hohen Wirkungsgrad und geringsten Leistungsverbrauch auszeichnet, werden die Daten als Impulszug leistungsarmer HF-Energie über ein breites Frequenzspektrum hinweg gesendet. Die Federal Communications Commission (FCC) hat dafür eine minimale Bandbreite von 500 MHz gefordert und eine spektrale Leistungsdichte von weniger als -41,25 dBm/MHz, das entspricht 0,07 µW/MHz.

Vergleich der Funktechnologien

Das UWB-Forum entwickelt bereits an Konzepten mit höheren Datenrate. So kann laut UWB-Forum die Datenrate durch eine höhere Arbeitsgeschwindigkeit auf 660 Mbit/s erhöht werden. In einem weiteren Schritt sieht das UWB-Forum eine Erhöhung auf 1,32 Gbit/s vor, die dann in den oberen Frequenzbereichen zwischen 8,1 GHz und 10,6 GHz realisiert wird.

Die von WiMedia vorgeschlagene UWB-Technik mit dem Modulationsverfahren OFDM wurde von der ECMA unter dem ECMA-Standard ECMA-368 standardisiert. Die Multiband-OFDM-Technik, MB-OFDM, arbeitet mit mehreren parallel belegten Frequenzblöcken und bringt es auf Übertragungsraten von 480 Mbit/s, mit denen einige Meter überbrückt werden können.

Von der Bundesnetzagentur herausgegebene Frequenznutzungsparameter für UWB in Deutschland

UWB kann u.a. für WirelessUSB für den Anschluss von Peripherie- und Konsumergeräten eingesetzt werden. Man findet es sowohl in kabelgebundenen und -losen Übertragungssystemen. So beispielsweise in Nahbereichradars in der Automotive-Techik oder in optischen Übertragungssystemen.

In Deutschland hat die Bundesnetzagentur im Dezember 2007 Frequenzbereiche zwischen 30 MHz und 10,6 GHz für Ultra-Breitband freigegeben. Diese können allgemein unter Berücksichtigung der zulässigen isotropen spektralen Leistungsdichte EIRP genutzt werden.

http://www.uwbforum.org