เทคโนโลยี Ultra Wide Band (UWB)

จุกเริ่มต้น พ.ศ. 2545 (ค.ศ. 2002) คณะกรรมการกลางกำกับดูแลกิจการสื่อสารของประเทศสหรัฐอเมริกา (FCC: Federal Communications Commission) หรือเรียกกันว่า เอฟซีซี ได้ออกข้อกำหนดการใช้สัญญาณชนิดหนึ่งที่มีชื่อว่า “อัลตราไวด์แบนด์” (UWB: Ultra Wide Band) เนื่องจากคุณสมบัติของสัญญาณอัลตราไวด์แบนด์มีคุณลักษณะที่โดดเด่น คือ เป็นสัญญาณไร้สายที่มีรูปคลื่นพัลส์ซึ่งปรากฏเพียงชั่วขณะ หรือเป็นพัลส์ที่มีความกว้างของสัญญาณในทางเวลาที่แคบมากที่สุด (F. Nekoogar, 2005) ซึ่งอยู่ในระดับนาโนวินาที (ns: nanosecond, 10-9) หรือที่ระดับพิโควินาที (ps: picosecond, 10-12) เนื่องด้วยความกว้างของพัลส์ทางเวลาที่อยู่ในระดับนี้เมื่อทำการวิเคราะห์แถบความถี่ หรือสเปกตรัม (spectrum) พบว่าเกิดการแผ่สเปกตรัมที่กว้างที่สุด (ultra-wide bandwidth)
ในการส่งสัญญาณและเป็นที่มาของชื่อที่ว่าอัลตราไวด์แบนด์ ปัจจุบัน อัลตราไวด์แบนด์ได้ถูกพัฒนามาอย่างต่อเนื่องและถูกนำไปประยุกต์ใช้งานในด้านต่าง ๆ อย่างหลากหลายเช่น การทหาร, การแพทย์, การสื่อสาร, และการเกษตร แต่ในงานวิจัยนี้จะชี้ให้เห็นถึงประโยชน์ของเทคโนโลยีดังกล่าวว่ามีความเป็นไปได้ที่จะพัฒนาเพื่อก่อให้เกิดประโยชน์ต่อประเทศชาติและการนำไปประยุกต์ใช้งานในสาขา ต่าง ๆ ดังที่ได้กล่าวมา เทคโนโลยีอัลตราไวด์แบนด์เพื่อการสื่อสาร ปัจจุบันเทคโนโลยีการสื่อสารได้พัฒนาไปอย่างรวดเร็วทั้งนี้เพื่อตอบสนองต่อความต้องการของผู้บริโภคที่มีแนวโน้มเพิ่มมากขึ้นโดยเฉพาะในยุคปัจจุบัน
        เทคโนโลยีอัลตราไวด์แบนด์เป็นอีกเทคโนโลยีที่มีความสามารถในการสื่อสารผ่านแบนด์วิดท์ที่กว้างจึงทำให้สามารถส่งข้อมูลด้วยอัตราการส่งข้อมูลสูงได้อย่างรวดเร็วและเมื่อเปรียบเทียบกับการส่งข้อมูลด้วยสัญญาณไร้สายอย่างบลูทูธ (bluetooth) อัลตราไวด์แบนด์สามารถส่งได้มากกว่าหนึ่งร้อยเท่าในเวลาที่เท่ากัน (J. Foerster, 2001) เนื่องด้วยศักยภาพที่สามารถส่งข้อมูลได้ปริมาณที่มากทำให้การสร้างระบบการสื่อสารอัลตราไวด์แบนด์บางประเภทถูกจัดไว้เพื่อการสื่อสารข้อมูลแบบสื่อประสม (multimedia communications) ซึ่งต้องการอัตราการส่งข้อมูลสูง และเทคโนโลยีนี้ได้รับการพิจารณาโดยคณะกรรมการกำหนดมาตรฐานของ ไอทริปเปิ้ลอี (IEEE: Institute of Electrical and Electronics Engineers) โดยจัดให้อยู่ในการสื่อสารในเครือข่ายไร้สายส่วนบุคคล (WPAN: Wireless Personal Area Network) โดยการใช้มาตรฐาน IEEE 802.15.3a และในขณะเดียวกันก็ได้กำหนดสัญญาณเพื่อการระบุตำแหน่ง (positioning) และหาระยะทาง (distancing) ใช้มาตรฐาน IEEE 802.15.4a (K. Siwiak and D. KcKeown) รูปที่ 1 (Intel, 2004) เป็นการเปลี่ยนการส่งข้อมูลแบบสายมาเป็นการส่งข้อมูลแบบไร้สายด้วยการใช้เทคโนโลยีอัลตราไวด์แบนด์แทนการส่งข้อมูลในการเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์แบบพกพา
ประโยชน์การนำเทคโนโลยีอัลตราไวด์แบนด์มาใช้งานมีมากมายหลายแขนงอาชีพ เช่น เรดาห์ตรวจจับวัตถุที่อยู่หลังกำแพง (through wall radar) หรือเรดาห์ตรวจจับวัตถุใต้พื้นดินโดยเฉพาะอย่างยิ่ง วัตถุที่เป็นระเบิด (Ground Penetrating Radar) และเพื่อการแพทย์

ตัวอย่าง
               
เทคโนโลยีอัลตราไวด์แบนด์ยังถูกนำมาใช้วัดอัตราการเต้นของหัวใจโดยพัฒนาอุปกรณ์แบบไร้สาย (F. Thiel, 2009) ดังรูปที่ 6 และรูปที่ 7 เป็นการส่งข้อมูลของผู้ป่วยแบบไร้สายโดยการส่งผ่านอุปกรณ์มือถือ (personal digital assistance) และขณะที่การนำผู้ป่วยส่งโรงพยาบาลก็จะมีการส่งข้อมูลของผู้ป่วยตลอดเวลาเพื่อประมวลและวินิจฉัยอาการของผู้ป่วยได้ตลอดเวลาและมีประสิทธิภาพ

                              อัลตราไวด์แบนด์ตรวจวัดสัญญาณอัตราการเต้นของหัวใจแบบไร้สาย

                                       การใช้อัลตราไวด์แบนด์ในการสื่อสารข้อมูลของผู้ป่วยแบบไร้สาย

ref ; www.elec-creations.com , InSitE auu amara , NICT