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COMM GNSS RECEIVERS sentire il mantenimento della temporizzazione durante l’interruzione del segnale GNSS. Tuttavia, ciò fornirà ti- picamente i livelli necessari di precisione temporale solo per un periodo limitato a poche ore. Ritardo ionosferico Per i ricevitori GNSS che operano in condizioni a cielo aperto, la fonte di errore dominante è il ritardo ionosfe- rico, che si traduce in una variazione continua della pre- cisione temporale. I fattori che influenzano il livello di ritardo ionosferico includono la latitudine del dispositivo ricevente, l’ora del giorno, il periodo dell’anno e i livelli di attività solare. Quest’ultima si articola in cicli di 11 anni e, dopo un periodo di attività solare relativamente bassa, assistiamo ora alla formazione di un picco che si avrà in- torno al 2025. Il ritardo ionosferico viene tipicamente gestito utilizzan- do modelli come quello di Klobuchar sui ricevitori GPS, oppure servizi di potenziamento come i sistemi di poten- ziamento basati su satellite (SBAS – Satellite-Based Aug- mentation System). Nessuno dei due approcci sarà adat- to per tutte le situazioni. I modelli presentano il limite intrinseco di essere delle semplici previsioni. Il sistema SBAS, intanto, è disponibile solo in alcune parti del mon- do e, inoltre, richiede una visione chiara del cielo verso l’equatore per ricevere la trasmissione dal satellite geo- stazionario SBAS. Percorsi multipli Per i dispositivi che operano in ambienti urbani e in altri ambienti con presenza di ostacoli, c’è un altro problema da affrontare nella ricezione del segnale GNSS: i percorsi multipli. I segnali GNSS su banda stretta L1 sono partico- larmente inclini a questo fenomeno, il quale dà origine ad errori di temporizzazione sui dati a cui i dispositivi hanno accesso. I percorsi multipli stanno diventando un problema cre- scente per coloro che progettano e costruiscono reti 5G, essendo richieste più stazioni base in ambienti caratte- rizzati dalla presenza di ostruzioni, insieme a maggiori li- velli di precisione temporale per supportare velocità dati più elevate. Inoltre, anche se fosse possibile gestire il pro- blema dei percorsi multipli, le viste limitate del cielo, che spesso i dispositivi presentano in questi ambienti, fanno sì che un sistema SBAS sia raramente una soluzione fatti- bile per la compensazione del ritardo ionosferico. Miglioramentodellaprecisioneditemporizzazione con il sistema GNSS dual-band Di fronte a queste sfide, ci sono comunque buone notizie per coloro che progettano apparecchiature da utilizzare nelle reti di comunicazione cellulare e di altro tipo, in- dipendentemente da dove verranno utilizzate. Laddove i segnali GNSS in banda L1 sono stati studiati decenni fa, principalmente per uso militare, ora sono presenti se- gnali GNSS aggiornati trasmessi in parallelo. Operando all’interno della banda L5 a 1.176,45 MHz, questi segnali sono stati progettati in base alle applicazioni civili di oggi. Per le applicazioni di temporizzazione, il valore dei segna- li in banda L5 viene fornito quando li si utilizza in combi- nazione con la banda L1 in una configurazione dual-band. Per illustrare la differenza, prendiamo l’esempio dei rice- vitori GNSS dual-band di u-blox, che sono progettati spe- cificamente per fornire una precisione temporale inferio- re a 5 ns, rispetto ai 20 ns di un ricevitore a banda singola. Le costellazioni di satelliti GNSS di tipo GPS, Galileo e Bei- Dou, stanno ora trasmettendo segnali L5 per alcuni o tutti i loro satelliti. Quindi, a condizione di selezionare un ri- cevitore GNSS in grado di utilizzare tutte e tre le costella- zioni, è possibile fruire dei segnali L5 in qualsiasi parte del mondo. E l’unica cosa che occorre cambiare nei progetti è la sostituzione dei ricevitori e delle antenne GNSS a banda singola con le varianti dual-band. Anche il sistema di navigazione regionale indiano, NavIC, è disponibile sulla banda L5. Ciò consente di realizzare un unico progetto dual-band L1+L5 su scala globale per sup- portare anche i requisiti locali. Unarispostaallegrandisfidedellatemporizzazione L’utilizzo di un ricevitore GNSS dual-band L1/L5 e di un’antenna aiuterà i progettisti ad affrontare le sfide di temporizzazione sopra descritte. Più resilienza agli attacchi con occultamento del segnale Analogamente alla banda L1, la banda L5 è dedicata ai servizi di radionavigazione aeronautici (ARNS – Aero- nautical Radio Navigation Services), il che significa che è ben protetta e sorvegliata contro le interferenze. Inoltre, il funzionamento dual-band protegge da chiunque uti- lizzi un disturbatore (jammer) a banda singola, essedo il dispositivo comunque in grado di ottenere informazioni sulla temporizzazione dagli altri segnali in banda non oc- cultati. Anche se si verificheranno degli aumenti degli errori di temporizzazione durante l’occultamento del segnale, questi saranno ancora ricompresi all’interno di tolleranze accettabili per la maggior parte dei casi d’uso, come è mo- strato in figura 1. Il grafico evidenzia anche la velocità con cui il funzionamento dual-band, caratterizzato da una variabilità di temporizzazione molto più bassa, riprende quando termina l’occultamento del segnale. ELETTRONICA OGGI 517 - APRILE 2024 56