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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(nèi)定位技術(shù)中,我們對(duì)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(gè)高頻載波來調(diào)制一個(gè)窄帶信號(hào),通信信號(hào)的實(shí)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(jí)以下的極窄脈沖來實(shí)現(xiàn)無線傳輸?shù)摹?/span>由于脈沖時(shí)間寬度極短,因此可以實(shí)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(diǎn)和橋節(jié)點(diǎn),與新加入的盲節(jié)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),通過測量出不同基站與移動(dòng)終端的傳輸時(shí)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(gè)廣場外加室內(nèi)這種場景就可以考慮。
五、UWB定位的優(yōu)勢(shì)
(1)抗多徑能力強(qiáng),定位精度高:帶寬決定了信號(hào)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(hào)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(shí)間戳精度高:超寬帶脈沖信號(hào)的帶寬在納秒級(jí),由定時(shí)來計(jì)算位置時(shí),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(hào)帶寬寬,能夠很好地隱蔽在其它類型信號(hào)和環(huán)境噪聲之中,傳統(tǒng)的接收機(jī)無法識(shí)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(huì)對(duì)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(shè)備對(duì)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(duì)于電池供電設(shè)備,系統(tǒng)的工作時(shí)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(gè)月的使用時(shí)間,根據(jù)現(xiàn)場實(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(yuǎn)低于藍(lán)牙等定位技術(shù)對(duì)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(shí)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(shí)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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