发布时间 : 星期六 文章UWB技术及测距定位介绍更新完毕开始阅读
超宽带(UWB) 是一种无载波通信技术。利用纳秒的非正弦波窄脉冲传输数据。典型工作频段为3.25GHz~6.75GHz,由于其频宽一般超过500MHz，可以获得亚纳米级的精确时间，主要是用在局域场景下的精确定位，可以被认为是一种位置传感器。
UWB分类
? 脉冲无线电（IR-UWB）
脉冲无线电是传统的超宽带技术，它利用频带极宽的超短脉冲进行通信，通常又称为基带、无载波或脉冲系统。
? DS-UWB方案
DS-UWB方案是对于无载波脉冲方案的改进。经过DS-UWB扩频之后的信号再通过对载波进行调制，从而可以在合适的频带范围内传输。
? 多带（MB-OFDM）方案
将可用的频段分为多个子频带，通过时频编码（TFC）跳频选择在不同的子频带上发送信号。每个子频带带宽大于500MHz，每个子频带的信号为一个OFDM信号，它由许多个正交的子载波信号合成。
沃旭主要采用的是IR-UWB定位技术，属于目前主流的无线定位技术中精度最高，其典型定位精度为30cm，根据应用的不同，可以达到更高的精度要求，以满足不同的应用需求，30cm的精度能满足大多数典型的智慧工厂的应用需求。
UWB定位方法
目前，UWB定位主要是通过TOF定位，TDoA定位，AoA 定位，前面两种一般可以单独使用，后面的AoA一般是和ToF或TDoA进行融合定位。
测距(TOF)定位，定位标签和定位基站逐一测距，得到所有的距离数据以后，服务器计算标签的位置。
到达时间差测距（TDoA），这种模式下定位基站是进行时间精确同步的，标签只需要发广播报文，服务器根据基站收到报文的时间计算达到时间长，算出标签的位置。
到达角度测距（AOA），这种模式下，基站有可以通过相位差，计算标签的位置。
角度A定位基站角度B定位基站
沃旭根据不同产品选择，可以支持ToF 定位，TDoA 定位和AoA 定位，所有基站和标签都支持ToF 和TDoA定位，个别基站支持AoA 定位。可以满足多种场景下的不同需
求。
UWB特点
系统结构的实现比较简单：通过发送纳秒级脉冲来传输数据信号。UWB发射器直接用脉冲小型激励天线，不需要传统收发器所需要的上变频，从而不需要功用放大器与混频器；同时在接收端，UWB接收机也有别于传统的接收机，不需要中频处理。
高速的数据传输： UWB以非常宽的频率带宽来换取高速的数据传输，并且不单独占用已经拥挤不堪的频率资源，而是共享其他无线技术使用的频带。
功耗低：UWB系统使用间歇的脉冲来发送数据，脉冲持续时间很短，一般在0. 20ns～1. 5ns 之间，有很低的占空因数，系统耗电可以做到很低，高速通信时系统的耗电量仅为几百 μW～几十 mW。
安全性高：由于 UWB 信号一般把信号能量弥散在极宽的频带范围内，对一般通信系统，UWB 信号相当于白噪声信号，并且大多数情况下，UWB 信号的功率谱密度低于自然的电子噪声，从电子噪声中将脉冲信号检测出来是一件非常困难的事。采用编码对脉冲参数进行伪随机化后，脉冲的检测将更加困难。
多径分辨能力强：由于超宽带无线电发射的是持续时间极短的单周期脉冲且占空比极低，脉冲多径信号在时间上不重叠，很容易分离出多径分量以充分利用发射信号的能量。 定位精确：冲激脉冲具有很高的定位精确，采用超宽带无线电通信，很容易将定位与通信合一，而常规无线电难以做到这一点。超宽带无线电具有极强的穿透能力，可在室内和地下进行精确定位，而GPS 定位系统只能工作在GPS 定位卫星的可视范围之内； 与GPS 提供绝对地理位置不同，超短脉冲定位器可以给出相对位置， 其定位精度可达厘米级， 此外，超宽带无线电定位器更为便宜。
UWB应用
UWB 被各种行业广泛应用，除了实时定位系统（RTLS） 之外，还可以应用在其他领域，比如Novelda 公司推出的UWB 芯片，实现了一个小型的合成孔径雷达，能实现雪厚度/冰层厚度/地下金属体/生命体征探测等，就是根据UWB 的超宽带信号发出，然后回波分析，来做出分析和判断。