Les solutions Ultra large bande (Ultra wideband – UWB) sont basées sur la méthode du temps de vol (Time of Flight – ToF) pour mesurer la distance entre deux émetteurs-récepteurs radio en multipliant le ToF du signal par la vitesse de la lumière. A partir de ce principe de base, la technologie UWB peut être mise en œuvre de différentes manières en fonction des fonctionnalités des applications cibles : mesure de distances précise, géolocalisation de moyens ou de personnes, remontée de données de localisation pour participer à l’asservissement d’engins autonomes.
En UWB, deux protocoles principaux sont utilisés :
1) Two-way ranging (TWR / DSTWR)
La méthode TWR repose sur une communication bidirectionnelle entre deux appareils. Pendant leur communication, les appareils mesurent également le ToF du signal radio fréquence (RF) UWB entre eux. En multipliant le temps aller et retour du signal par la vitesse de la lumière, puis en le divisant par 2, vous pouvez obtenir avec le TWR la distance réelle entre les deux appareils. Sur cette base, vous pouvez également implémenter une localisation 2D ou même 3D en mesurant la distance entre vos appareils mobiles et vos appareils fixes.
La méthode PDoA (Phase Difference of Arrival) consiste à combiner le TWR qui fournit la distance entre deux appareils à la mesure de différence d’angle entre ces deux. La combinaison distance et angle permet de calculer la position relative. Pour ce faire, l’un des 2 appareils comporte deux antennes et est capable de mesurer le PDoA du signal RF.
Points positifs :
- la synchronisation du système n’est pas nécessaire,
- le déploiement est facile,
- le TWR permet le contrôle et le transfert descendant.
Points à améliorer :
- la consommation d’énergie est supérieure,
- le nombre d’appareils mobiles est limité (par centaines).
2) Time difference of arrival (TDoA)
La méthode TDoA est très similaire au GNSS. Plusieurs points de référence, appelés ancres, sont déployés dans un lieu et sont synchronisés par rapport au temps. Les appareils mobiles vont émettre un signal (blink) et à la réception du signal, l’ancre l’horodate. Les horodatages de plusieurs ancres sont ensuite renvoyés à un moteur de localisation central qui exécutera des algorithmes de multilatération, basés sur les signaux des appareils, pour calculer les X, Y, Z des appareils mobiles.
Points positifs :
- meilleure autonomie pour la batterie du mobile,
- bonne densité possible d’appareils (par milliers).
Points à améliorer :
- le déploiement est plus complexe,
- les ancres fixes doivent être synchronisées entre elles.
Référence: Decawave