Revisión del estado del arte de IR-Ultra-Wideband y simulación de la respuesta impulsiva del canal IEEE 802.15.4a

Review of the state of art of IR-Ultra-Wideband and simulation of Impulse Responce of the IEEE 802.15.4a channel

Este artículo realiza una revisión del estado del arte de la tecnología basada en canales de Banda Ultra Ancha (UWB, Ultra–Wideband) enfocándose en su regulación, estandarización, aplicaciones básicas, modelo de canal IEEE 802.15.4a y simulación de la respuesta impulsiva de este tipo de canal. También se pretende introducir al lector en las tecnologías basadas en canales IR–UWB y en los parámetros para el modelamiento y simulación del canal UWB IEEE 802.15.4a.

1 INTRODUCCIÓN

Impulse Radio Ultra–Wideband (IR–UWB) es una tecnología basada en la  transmisión de impulsos ultracortos en el dominio del tiempo con un gran ancho de banda [1, 2]. Gracias a su forma de funcionamiento, IR–UWB tiene características interesantes como una resolución de multipath extremadamente pequeña y el uso de modulaciones impulsivas sencillas como la Modulación por amplitud de pulsos (PAM), que le dan la posibilidad de tener una electrónica sencilla de bajo costo y con muy bajos consumos de potencia, por esto IR–UWB es muy útil para aplicaciones como redes de sensores con muy alta durabilidad de baterías, radares de alta precisión, sistemas de generación de imágenes, comunicaciones de baja probabilidad de detección e intercepción, entre otras [3]. El objetivo de este artículo es realizar una revisión del estado del arte de la tecnología inalámbrica impulsiva que usa canales de banda ultra ancha (UWB, Ultra–Wideband), haciendo énfasis en sus antecedentes, regulación, estandarización, características, descripción de señales IR–UWB, estándar IEEE 802.15.4a en donde se realiza la caracterización estadística del canal UWB focalizado hacia aplicaciones militares y comerciales de baja velocidad, por último se revisan las aplicaciones más relevantes de IR–UWB.

2 ANTECEDENTES DE LA TECNOLOGÍA

El concepto Ultra–Wideband fue desarrollado en la primera mitad de la década de los sesenta, cuando se investigaba el comportamiento transitorio de una cierta clase de redes de microondas [4]. Como resultado de estas investigaciones se desarrollaron sistemas de comunicaciones y radar basados en impulsos cortos. Posteriormente, en 1973, se patentó un receptor para este tipo de impulsos que sería el primer sistema de comunicaciones basado en el concepto de UWB [5, 6]. Más adelante, en la década de los ochenta, a UWB se le dieron varios nombres como Baseband (Banda base), Carrier-free (Sin portadora).