Downlink Reverse-TDoA -arkkitehtuuri: autonomiset majakat lähettävät signaaleja; kypärän sisällä oleva vastaanotin kuuntelee.
Satelliittinavigointi päättyy rakennuksen seinään. Bluetooth ja Wi-Fi kertovat vain, missä huoneessa työntekijä on — aivan liian epätarkkaa vaarallisille teollisuusalueille. Henkilö, joka seisoo turvallisesti esteen lähellä, ja henkilö, joka astuu suoja-alueelle, ovat perustavasti erilaisia operatiivisia tapahtumia. Tietyn tarkkuuskynnyksen ylittyessä koordinaatit muuttuvat yksinkertaisista karttamerkeistä varmennetuiksi tapahtumiksi: alueelle saapuminen, viipymäaika ja tarkat kulkureitit.
UWB on tarjonnut erittäin tarkkaa seurantaa yli vuosikymmenen ajan, mutta laaja teollinen käyttöönotto on pysähtynyt kaupallisten realiteettien, ei teknisten rajoitusten, vuoksi. Perinteisissä uplink-TDoA-järjestelmissä kiinteiden ankkureiden on vastaanotettava paketit jokaiselta tunnisteelta, ylläpidettävä alle nanosekunnin langallista aikatahdistusta ja siirrettävä mittaustulokset Ethernetin kautta. Alan vertailuarvot osoittavat, että noin 85 % kokonaiskäyttöönottokustannuksista tulee pelkästään kaapelointi-infrastruktuurista: putkitukset, PoE-kytkimet, teolliset nostimet ja sertifioitu sähkötyö.
Kapasiteetti on toinen kohtalokas pullonkaula. Markkinoidut tunnistemäärät ovat usein teoreettista laskentaa: satunnaisessa ALOHA-kanavapääsyssä vain 18 %:n kuormalla noin kolmasosa lähetyksistä törmää. Korkeimman datanopeuden radioprofiilit, joita markkinoidaan kapasiteetille, ovat vähiten kestäviä teräsrakenteille ja monitieheijastuksille. Teollisessa turvallisuudessa pudonnut paketti on valvomaton työntekijä.
Tekninen raportti TR-XENOM-2025-01, staattinen testaus DW1000-alustalla neljällä majakalla.
Kiinteät majakat lähettävät UWB-paketteja 300 ms:n välein; kypärässä oleva vastaanotin vain kuuntelee ja lähettää aikaleimat palvelimelle tavallisen telemetriakanavan kautta. Majakat eivät vastaanota mitään eivätkä jaa aikaviittauksia keskenään – eivät kaapelin, radion tai GPS:n kautta. Kaikki muut järjestelmän edut seuraavat suoraan tästä arkkitehtuurista.
Ei ajoituslinjoja, ei PoE-kytkimiä, ei kaapelireittejä kiinnityspisteisiin. DW1000-kokoonpanossa 300 ms:n jaksolla majakka toimii noin kuusi päivää 10 000 mAh:n akulla. Kiinnityspisteet valitaan rakennuksen radiogeometriasta, ei siitä, missä pistorasiat ovat.
Majakat, siirrettävät UWB-paikannusvastaanottimet ja RF-reitit eivät tarvitse penkkikohdistusta tai korjaustaulukoita ennen asennusta. Käyttöönotto ei vaadi kalliita kalibrointilaitteita, ja se edellyttää radion perussuunnittelua: asennusta suunniteltuihin kohtiin, niiden koordinaattien tallentaminen ja vastaanottotarkastuksen suorittaminen.
Kypärät toimivat vain vastaanottotilassa (RX). Jopa 10 000 työntekijän lisääminen sivustoon luo 0 tavua lisää UWB-liikennettä ja eliminoi radiokanavan törmäykset (ALOHA). Infrastruktuuri skaalautuu vain peittoalueen mukaan, ei koskaan työvuoron työntekijöiden lukumäärän mukaan.
Liikkuva UWB-paikannusvastaanotin on integroitu suojakypärään, joka on pakollinen suojavarustus. Tämä eliminoi kolmannen osapuolen seurantalaitteiden hankinnan ja ylläpidon, latauskaappien tarpeen ja riskin, että tunnisteet unohtuvat tai katoavat.
Valitsimme tarkoituksella pitkän johdanto-osan ja pienimmän pakettidatanopeuden. Tämä tarjoaa suurimman radiolinkkibudjetin ja vastustuskyvyn metallin monitieheijastuksille, sen sijaan, että pyrittäisiin nimellistehoon.
Luvut tulevat kalustetusta huoneesta, eivät tyhjästä laboratoriosta: jatkuva ei-näköyhteys, radiotiet kahden kipsilevyseinän läpi, kaksi neljästä majakasta hartsitulostimien vieressä, joissa on metalliset jälkikovetuskaapit, ja peili suoraan kolmatta vastapäätä. Minkäänlaista Kalman-suodatinta, liukuvaa keskiarvoa tai liikeradan tasoitusta ei sovellettu.
Testauksessa käytettiin neljää majakkaa ja paikallaan olevaa vastaanotinta DW1000-alustalla. Arkkitehtuuri on toteutettu myös DW3000:lla, mutta nämä kvantitatiiviset tulokset eivät siirry siihen — eivätkä teolliseen työmaahan mittakaavassa liikkuvine henkilöineen — ilman erillistä mittauskampanjaa.
Tarkoituksellisesti epäedullinen stressisarja on osa julkaistua dataa: koordinaattien saatavuus laski 15,79 %:iin ja P95 radiaalinen virhe nousi 93,93 cm:iin. Langallisen tahdistuksen poistaminen yksinkertaistaa asennusta. Se ei poista peittoalueiden suunnittelun ja hyväksymistestauksen tarvetta.
Läsnäolo vaaravyöhykkeellä, havaittu sisääntulon hetkellä
Aika työ-, vaara-, huolto- ja odotusalueilla
Automaattinen radiokanavan vaihto alueen mukaan
Pääsynvalvonta tiettyihin huoneisiin
Henkilöstön sijainti evakuoinnin aikana
Reitti- ja tapahtuma-analyysi sekä tapahtumien generointi valvomoon
Sama arkkitehtuuri sopisi sisänavigointiin kuluttajapuhelimissa — passiivinen kuuntelija, joka laskee oman sijaintinsa, ja majakat, jotka eivät suunnittelunsa vuoksi tiedä, kuka kuuntelee. Juuri tämä on skenaario, jota FiRa kutsuu nimellä Untracked Indoor Navigation. Apple esitteli DL-TDoA-rajapinnan iOS 26:ssa ja Google lisäsi FiRa 4.0 -tuen Android 17:ään, mutta meidän pakettimuotomme on oma, eivätkä puhelinjärjestelmien rajapinnat ymmärrä sitä. Majakoiden vaihtaminen standardiin FiRa-tilaan tarkoittaisi paluuta ankkuriverkkoon, jonka on koordinoitava jatkuvasti — menettäen riippumattomuuden, jota varten arkkitehtuuri rakennettiin. Suora polku vaatii Applen ja Androidin valmistajilta kehittäjäpääsyn avaamista vastaanotettuihin UWB-kehyksiin ja niiden laitteistoaikaleimoihin. Siihen asti tämä on tutkimussuunta, ei toimitettu ominaisuus, ja pidämme eron tarkoituksella selkeänä.