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UWB定位技術(shù)詳解

發(fā)布時(shí)間 ：

2019-11-12

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在上篇文章綜述室內定位技術(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(gè)高頻載波來(lái)調制一個(gè)窄帶信號，通信信號的實(shí)際占用帶寬并不高。
而UWB不同于傳統的通信技術(shù)，它通過(guò)發(fā)送和接收具有納秒或微秒級以下的極窄脈沖來(lái)實(shí)現無(wú)線(xiàn)傳輸的。由于脈沖時(shí)間寬度極短，因此可以實(shí)現頻譜上的超寬帶：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點(diǎn)和橋節點(diǎn)，與新加入的盲節點(diǎn)進(jìn)行通訊，并利用TDOA定位算法（不了解的同學(xué)可以點(diǎn)擊上面的鏈接升入了解），通過(guò)測量出不同基站與移動(dòng)終端的傳輸時(shí)延差來(lái)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、UWB基站、UWB標簽、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(lái)分類(lèi)，從區域可以分室內定位、室外定位，從精度可以分宏定位和微定位，UWB定位技術(shù)是可以用在室內和室外，在一定的區域內有定位需求的場(chǎng)景。如果定位的區域面積非常的大，那么就不合適，比如車(chē)載定位，就需要用到GPS等技術(shù)。比如一個(gè)廣場(chǎng)外加室內這種場(chǎng)景就可以考慮。
五、UWB定位的優(yōu)勢
（1）抗多徑能力強，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，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果。UWB可以在距離分辨能力上高于其他傳統系統，復雜環(huán)境下其精度甚至可以達到Wi-Fi、藍牙等傳統系統的百倍以上。
（2）時(shí)間戳精度高：超寬帶脈沖信號的帶寬在納秒級，由定時(shí)來(lái)計算位置時(shí)，引入的誤差通常小于幾厘米。
（3）電磁兼容性強：UWB 的發(fā)射功率低，信號帶寬寬，能夠很好地隱蔽在其它類(lèi)型信號和環(huán)境噪聲之中，傳統的接收機無(wú)法識別和接收，必須采用與發(fā)射端一致的擴頻碼脈沖序列才能進(jìn)行解調，所以不會(huì )對其他通信業(yè)務(wù)造成干擾，同時(shí)也能夠避免其他通信設備對其造成干擾。
（4）能效較高：UWB具有500MHz以上的射頻帶寬，能夠提供極大的擴頻增益，使得UWB通信系統能效較高。這意味著(zhù)對于電池供電設備，系統的工作時(shí)間可以大大延長(cháng)，或是同樣發(fā)射功率限制下，覆蓋范圍比傳統技術(shù)大得多。云酷科技的定位標簽一次充電理論可達將近三個(gè)月的使用時(shí)間，根據現場(chǎng)實(shí)際情況，定位基站的部署在35米至70米左右部署一個(gè)，遠低于藍牙等定位技術(shù)對基站部署的要求。
六、UWB的一般性指標
頻率范圍：3.1GHz~10.6GHz；
系統功耗：1mW~4mW；
脈沖寬度：0.2ns~1.5ns；
重復周期：25ns~1ms；
發(fā)射功率：<-41.3 dBm/MHz；
數據速率：幾十到幾百Mb/s；
分解多路徑時(shí)延：≤1ns；
多徑衰落：≤5dB；
系統容量：大大高于3G系統；
空間容量：1000kb/m2。
UWB定位技術(shù)自2010年前后逐漸展露頭角，之后迅速成為室內定位領(lǐng)域的新寵與主流，許多場(chǎng)景下都有良好的發(fā)揮，例如電廠(chǎng)、化工廠(chǎng)、醫院、停車(chē)場(chǎng)等等。云酷科技在經(jīng)過(guò)多方位的考量與實(shí)際應用后，也是在電廠(chǎng)的人員定位系統中就選用了此技術(shù)。
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