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UWB定位技术详解

发布时间 ：

2019-11-12

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在上篇文章综述室内定位技术中，我们对定位技术的定位原理与测量方式做了梳理，今天小编带大家了解一下什么是UWB。


一、什么是UWB
UWB，就是Ultra Wideband，超宽带技术。它源于20世纪60年代兴起的脉冲通信技术。
了解通信的朋友都知道，一般的通信体制都是利用一个高频载波来调制一个窄带信号，通信信号的实际占用带宽并不高。
而UWB不同于传统的通信技术，它通过发送和接收具有纳秒或微秒级以下的极窄脉冲来实现无线传输的。由于脉冲时间宽度极短，因此可以实现频谱上的超宽带：使用的带宽在500MHz以上。
二、定位原理
超宽带（UWB)定位技术利用事先布置好的已知位置的锚节点和桥节点，与新加入的盲节点进行通讯，并利用TDOA定位算法（不了解的同学可以点击上面的链接升入了解），通过测量出不同基站与移动终端的传输时延差来进行定位。
三、硬件支持
UWB定位硬件产品主要包括定位引擎服务器、智能终端、POE交换机、UWB基站、UWB标签、UWB模块、软件接口等。
四、什么情况需要UWB定位技术
定位可以从各种维度来分类，从区域可以分室内定位、室外定位，从精度可以分宏定位和微定位，UWB定位技术是可以用在室内和室外，在一定的区域内有定位需求的场景。如果定位的区域面积非常的大，那么就不合适，比如车载定位，就需要用到GPS等技术。比如一个广场外加室内这种场景就可以考虑。
五、UWB定位的优势
（1）抗多径能力强，定位精度高：带宽决定了信号在多径环境下的距离分辨能力（成正比关系）。UWB的带宽很宽，多径分辨能力强，能够分辨并剔除大部分多径干扰信号的影响，得到精度很高的定位结果。UWB可以在距离分辨能力上高于其他传统系统，复杂环境下其精度甚至可以达到Wi-Fi、蓝牙等传统系统的百倍以上。
（2）时间戳精度高：超宽带脉冲信号的带宽在纳秒级，由定时来计算位置时，引入的误差通常小于几厘米。
（3）电磁兼容性强：UWB 的发射功率低，信号带宽宽，能够很好地隐蔽在其它类型信号和环境噪声之中，传统的接收机无法识别和接收，必须采用与发射端一致的扩频码脉冲序列才能进行解调，所以不会对其他通信业务造成干扰，同时也能够避免其他通信设备对其造成干扰。
（4）能效较高：UWB具有500MHz以上的射频带宽，能够提供极大的扩频增益，使得UWB通信系统能效较高。这意味着对于电池供电设备，系统的工作时间可以大大延长，或是同样发射功率限制下，覆盖范围比传统技术大得多。云酷科技的定位标签一次充电理论可达将近三个月的使用时间，根据现场实际情况，定位基站的部署在35米至70米左右部署一个，远低于蓝牙等定位技术对基站部署的要求。
六、UWB的一般性指标
频率范围：3.1GHz~10.6GHz；
系统功耗：1mW~4mW；
脉冲宽度：0.2ns~1.5ns；
重复周期：25ns~1ms；
发射功率：<-41.3 dBm/MHz；
数据速率：几十到几百Mb/s；
分解多路径时延：≤1ns；
多径衰落：≤5dB；
系统容量：大大高于3G系统；
空间容量：1000kb/m2。
UWB定位技术自2010年前后逐渐展露头角，之后迅速成为室内定位领域的新宠与主流，许多场景下都有良好的发挥，例如电厂、化工厂、医院、停车场等等。云酷科技在经过多方位的考量与实际应用后，也是在电厂的人员定位系统中就选用了此技术。