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UWB定位技術(shù)詳解

發(fā)布時間 ：

2019-11-12

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在上篇文章綜述室內(nèi)定位技術(shù)中，我們對定位技術(shù)的定位原理與測量方式做了梳理，今天小編帶大家了解一下什么是UWB。


一、什么是UWB
UWB，就是Ultra Wideband，超寬帶技術(shù)。它源于20世紀(jì)60年代興起的脈沖通信技術(shù)。
了解通信的朋友都知道，一般的通信體制都是利用一個高頻載波來調(diào)制一個窄帶信號，通信信號的實際占用帶寬并不高。
而UWB不同于傳統(tǒng)的通信技術(shù)，它通過發(fā)送和接收具有納秒或微秒級以下的極窄脈沖來實現(xiàn)無線傳輸?shù)摹?/span>由于脈沖時間寬度極短，因此可以實現(xiàn)頻譜上的超寬帶：使用的帶寬在500MHz以上。
二、定位原理
超寬帶（UWB)定位技術(shù)利用事先布置好的已知位置的錨節(jié)點和橋節(jié)點，與新加入的盲節(jié)點進(jìn)行通訊，并利用TDOA定位算法（不了解的同學(xué)可以點擊上面的鏈接升入了解），通過測量出不同基站與移動終端的傳輸時延差來進(jìn)行定位。
三、硬件支持
UWB定位硬件產(chǎn)品主要包括定位引擎服務(wù)器、智能終端、POE交換機(jī)、UWB基站、UWB標(biāo)簽、UWB模塊、軟件接口等。
四、什么情況需要UWB定位技術(shù)
定位可以從各種維度來分類，從區(qū)域可以分室內(nèi)定位、室外定位，從精度可以分宏定位和微定位，UWB定位技術(shù)是可以用在室內(nèi)和室外，在一定的區(qū)域內(nèi)有定位需求的場景。如果定位的區(qū)域面積非常的大，那么就不合適，比如車載定位，就需要用到GPS等技術(shù)。比如一個廣場外加室內(nèi)這種場景就可以考慮。
五、UWB定位的優(yōu)勢
（1）抗多徑能力強(qiáng)，定位精度高：帶寬決定了信號在多徑環(huán)境下的距離分辨能力（成正比關(guān)系）。UWB的帶寬很寬，多徑分辨能力強(qiáng)，能夠分辨并剔除大部分多徑干擾信號的影響，得到精度很高的定位結(jié)果。UWB可以在距離分辨能力上高于其他傳統(tǒng)系統(tǒng)，復(fù)雜環(huán)境下其精度甚至可以達(dá)到Wi-Fi、藍(lán)牙等傳統(tǒng)系統(tǒng)的百倍以上。
（2）時間戳精度高：超寬帶脈沖信號的帶寬在納秒級，由定時來計算位置時，引入的誤差通常小于幾厘米。
（3）電磁兼容性強(qiáng)：UWB 的發(fā)射功率低，信號帶寬寬，能夠很好地隱蔽在其它類型信號和環(huán)境噪聲之中，傳統(tǒng)的接收機(jī)無法識別和接收，必須采用與發(fā)射端一致的擴(kuò)頻碼脈沖序列才能進(jìn)行解調(diào)，所以不會對其他通信業(yè)務(wù)造成干擾，同時也能夠避免其他通信設(shè)備對其造成干擾。
（4）能效較高：UWB具有500MHz以上的射頻帶寬，能夠提供極大的擴(kuò)頻增益，使得UWB通信系統(tǒng)能效較高。這意味著對于電池供電設(shè)備，系統(tǒng)的工作時間可以大大延長，或是同樣發(fā)射功率限制下，覆蓋范圍比傳統(tǒng)技術(shù)大得多。云酷科技的定位標(biāo)簽一次充電理論可達(dá)將近三個月的使用時間，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，定位基站的部署在35米至70米左右部署一個，遠(yuǎn)低于藍(lán)牙等定位技術(shù)對基站部署的要求。
六、UWB的一般性指標(biāo)
頻率范圍：3.1GHz~10.6GHz；
系統(tǒng)功耗：1mW~4mW；
脈沖寬度：0.2ns~1.5ns；
重復(fù)周期：25ns~1ms；
發(fā)射功率：<-41.3 dBm/MHz；
數(shù)據(jù)速率：幾十到幾百M(fèi)b/s；
分解多路徑時延：≤1ns；
多徑衰落：≤5dB；
系統(tǒng)容量：大大高于3G系統(tǒng)；
空間容量：1000kb/m2。
UWB定位技術(shù)自2010年前后逐漸展露頭角，之后迅速成為室內(nèi)定位領(lǐng)域的新寵與主流，許多場景下都有良好的發(fā)揮，例如電廠、化工廠、醫(yī)院、停車場等等。云酷科技在經(jīng)過多方位的考量與實際應(yīng)用后，也是在電廠的人員定位系統(tǒng)中就選用了此技術(shù)。
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