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TecnologiaLA TECNOLOGIA UWB PER LALOCALIZZAZIONE INDOORradiofrequenza non GPS sono essenzialmenteclassificabili in due gruppi in funzione delprincipio utilizzato: al primo appartengono isistemi basati sull’RSSI (Received Signal StrenghtIndicator) e utilizzano come informazioneper la localizzazione l’attenuazione del segnaleemesso da una o più sorgenti in funzionedella distanza (sistemi wi-fi); alla seconda appartengonoi sistemi basati sul tempo di voloovvero il tempo intercorrente tra l’emissione diun segnale e la ricezione del medesimo (sistemiUWB, sistemi per la localizzazione dei cellulari).In termini di accuratezza, i sistemi wifioffrono una precisione dell’ordine dei metri(tipicamente non superiore 3-5 mt, ma fortementedipendente dalle condizioni ambientali),mentre i sistemi UWB sono particolarmenteaccurati e giungono ad una precisione di localizzazionedi 15-30 cm. Esistono anche soluzioniche consentono la localizzazione deitelefoni cellulari, ma con precisione nell’ordinedelle decine di metri se non centinaia.Quando però la precisione della localizzazioneindoor (inferiore al metro) diventa unanecessità allora l’unica soluzione tecnologicarealmente efficace e disponibile attualmentesul mercato si circoscrive ai sistemi UWB. I sistemiUWB (ultra wide band, o banda estremamentelarga) sono sistemi di nuovissima generazione,il cui utilizzo civile e commercialeè avvenuto solamente negli ultimi anni, sia peruna questione legata allo sviluppo tecnologicoche di costi. Anche se attualmente l’utilizzodei sistemi UWB rimane prevalentemente limiacura diAlessandro Castellazzi e Dario CogliatiPolitecnico di MilanoIl concetto di localizzazione è ad oggi comunementeassociato ai sistemi satellitari, sempredi maggior utilizzo grazie alle ridotte dimensioniraggiunte dai dispositivi portatili peruso personale ed un costo dell’ordine alle centinaiadi euro. I sistemi GPS (Global PositioningSystems), consentono la localizzazione diterminali mobili e/o immobili con una precisionedi una decina di metri per i sistemi piùeconomici, ma si possono raggiungere ancheprecioni centimetriche in particolari applicazioni.Rimane in ogni caso fondamentale per ilcorretto funzionamento, che il terminale gps ricevainformazioni da almeno tre dei satellitidella costellazione (visibilità satellitare) per determinarele proprie coordinate spaziali (a menodell’altezza). In mancanza di questi requisitila localizzazione non può avvenire, come adesempio accade in aree poco coperte o negliambienti chiusi in generale. La necessità di localizzarecon una sufficiente accuratezza unapersona o un oggetto all’interno di un ambientepuò essere però a volte molto utile se nonnecessaria (si pensi, ad esempio, alla gestionedelle emergenze o alla dislocazione dei macchinariin un ambito produttivo o ospedaliero).Grazie al continuo sviluppo di sistemi di comunicazionewireless quali telefoni cellulari oaccess point wi-fi, e ad una conseguente fittacopertura geografica di stazioni base, si è cercato,in particolare negli ultimi anni, di sfruttarele informazioni associate ai segnali radio perdeterminare la posizione del dispositivo mobile.I metodi utilizzati per la localizzazione in30 INNOVARE • 1 • <strong>2007</strong>
Tecnologia UWBtato ai centri di ricerca universitari, iniziano adessere disponibili e impiegati i primi sistemiper applicazioni in ambito civile, in particolarenegli stati uniti, paese all’avanguardia nellosviluppo tecnologico. Con il termine UWB siindica una tecnologia sviluppata per trasmetteree ricevere segnali sotto forma di impulsi inradiofrequenza di durata estremamente ridotta,da poche decine di picosecondi a qualche nanosecondo(miliardesimi di secondo), senzal’ausilio di portanti sinusoidali e con specificivincoli in termini di banda di frequenza e densitàspettrale di potenza. Un segnale UWB peressere definito tale deve essere infatti caratterizzatoda una banda assoluta maggiore di500MHz o una banda a -10 dB più grande del25% della frequenza centrale. I sistemi UWBlavorano tipicamente una banda compresa trai 3 e 10 Ghz, superiore alle frequenze utilizzatenei comuni sistemi wireless domestici a 2.4Ghz (Figura. 1).Le caratteristiche temporali e spettrali deisistemi UWB rendono tale tecnologia particolarmenteadatta sia per applicazioni di trasferimentodati ad elevato bit rate (decine diMbit/s, utilizzo per applicazioni di home entertainment,trasferimento dati ecc.) su brevidistanze (
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