UWB定位技術詳解(uwb定位是什么)

詳解 定位 技術 UWB| 2022-11-14 hwszkj

在上篇文章綜述室內定位技術中,我們對定位技術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。它源于20世紀60年代興起的脈沖通信技術。

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,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)?。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)點進行通訊,并利用TDOA定位算法(不了解的同學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行定位。

三、硬件支持

uwb定位硬件產品主要包括定位引擎服務器、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

定位可以從各種維度來分類,從區(qū)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定位技術是可以用在室內和室外,在一定的區(qū)域內有定位需求的場景。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。比如一個廣場外加室內這種場景就可以考慮。

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(tǒng)系統(tǒng),復雜環(huán)境下其精度甚至可以達到Wi-Fi、藍牙等傳統(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: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)的接收機無法識別和接收,必須采用與發(fā)射端一致的擴頻碼脈沖序列才能進行解調,所以不會對其他通信業(yè)務造成干擾,同時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(tǒng)能效較高。這意味著對于電池供電設備,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)技術大得多。恒旺數(shù)字科技的定位標簽一次充電理論可達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,遠低于藍牙等定位技術對基站部署的要求。

六、UWB的一般性指標

頻率范圍:3.1GHz~10.6GHz;

系統(tǒng)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(shù)據(jù)速率:幾十到幾百Mb/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定位技術自2010年前后逐漸展露頭角,之后迅速成為室內定位領域的新寵與主流,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。恒旺數(shù)字科技在經過多方位的考量與實際應用后,也是在電廠的人員定位系統(tǒng)中就選用了此技術。