UWB定位技術詳解

一、什麼是UWB

UWB，就是Ultra Wideband，超寬頻技術。它源於20世紀60年代興起的脈衝通訊技術。

瞭解通訊的朋友都知道，一般的通訊體制都是利用一個高頻載波來調製一個窄帶訊號，通訊訊號的實際佔用頻寬並不高。

而UWB不同於傳統的通訊技術，它透過傳送和接收具有納秒或微秒級以下的極窄脈衝來實現無線傳輸的。由於脈衝時間寬度極短，因此可以實現頻譜上的超寬頻：使用的頻寬在500MHz以上。

二、定位原理

超寬頻（UWB）定位技術利用事先佈置好的已知位置的錨節點和橋節點，與新加入的盲節點進行通訊，並利用TDOA定位演算法（不瞭解的同學可以點選上面的連結升入瞭解），透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、硬體支援

UWB定位硬體產品主要包括定位引擎伺服器、智慧終端、POE交換機、UWB基站、UWB標籤、UWB模組、軟體介面等。

四、什麼情況需要UWB定位技術

定位可以從各種維度來分類，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定位技術是可以用在室內和室外，在一定的區域內有定位需求的場景。如果定位的區域面積非常的大，那麼就不合適，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定位的優勢

（1）抗多徑能力強，定位精度高：頻寬決定了訊號在多徑環境下的距離分辨能力（成正比關係）。UWB的頻寬很寬，多徑分辨能力強，能夠分辨並剔除大部分多徑干擾訊號的影響，得到精度很高的定位結果。UWB可以在距離分辨能力上高於其他傳統系統，複雜環境下其精度甚至可以達到Wi-Fi、藍芽等傳統系統的百倍以上。

（2）時間戳精度高：超寬頻脈衝訊號的頻寬在納秒級，由定時來計算位置時，引入的誤差通常小於幾釐米。

（3）電磁相容性強：UWB 的發射功率低，訊號頻寬寬，能夠很好地隱蔽在其它型別訊號和環境噪聲之中，傳統的接收機無法識別和接收，必須採用與發射端一致的擴頻碼脈衝序列才能進行解調，所以不會對其他通訊業務造成干擾，同時也能夠避免其他通訊裝置對其造成干擾。

（4）能效較高：UWB具有500MHz以上的射頻頻寬，能夠提供極大的擴頻增益，使得UWB通訊系統能效較高。這意味著對於電池供電裝置，系統的工作時間可以大大延長，或是同樣發射功率限制下，覆蓋範圍比傳統技術大得多。雲酷科技的定位標籤一次充電理論可達將近三個月的使用時間，根據現場實際情況，定位基站的部署在35米至70米左右部署一個，遠低於藍芽等定位技術對基站部署的要求。

六、UWB的一般性指標

頻率範圍：3。1GHz~10。6GHz；

系統功耗：1mW~4mW；

脈衝寬度：0。2ns~1。5ns；

重複週期：25ns~1ms；

發射功率：<-41。3 dBm/MHz；

資料速率：幾十到幾百Mb/s；

分解多路徑時延：≤1ns；

多徑衰落：≤5dB；

系統容量：大大高於3G系統；

空間容量：1000kb/m2。

UWB定位技術自2010年前後逐漸展露頭角，之後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揮，例如電廠、化工廠、醫院、停車場等等。雲酷科技在經過多方位的考量與實際應用後，也是在電廠的人員定位系統中就選用了此技術。