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      UWB定位技術(shù)為什么能夠稱霸精確定位行業(yè)?

      發(fā)布時(shí)間:2021-12-28

      瀏覽次數(shù):71

      室內(nèi)定位之所以能快速被各行各業(yè)所接納,最主要的原因之一就是定位技術(shù)種類繁多。常見的室內(nèi)定位技術(shù)有超聲波技術(shù)、紅外線定位技術(shù)、藍(lán)牙定位技術(shù)、WiFi定位技術(shù)、UWB定位技術(shù)、ZigBee定位技術(shù)、射頻技術(shù)、視覺定位等。

      室內(nèi)定位之所以能快速被各行各業(yè)所接納,最主要的原因之一就是定位技術(shù)種類繁多。常見的室內(nèi)定位技術(shù)有超聲波技術(shù)、紅外線定位技術(shù)、藍(lán)牙定位技術(shù)、WiFi定位技術(shù)、UWB定位技術(shù)、ZigBee定位技術(shù)、射頻技術(shù)、視覺定位等。

      不同行業(yè)對(duì)定位精度的需求有所不同,所以使用的定位技術(shù)也不盡相同。其中,智能制造、智能建設(shè)、養(yǎng)老醫(yī)療、石油化工等行業(yè)使用最多的就是UWB定位技術(shù)。

      一、何為UWB定位技術(shù)?

      UWB概念的提出可追溯到1960年,但是一直被看作是基帶、無載波的脈沖技術(shù),只能用于軍事上的雷達(dá)系統(tǒng)。直到1989年,美國國防部(DARPA)才首次使用了“UWB”這個(gè)稱呼,并規(guī)定在-20dB處的絕對(duì)帶寬大于1.SGHz或相對(duì)帶寬大于25%的任何信號(hào)均稱之為UWB信號(hào)。

      2002年,F(xiàn)CC(美國聯(lián)邦通信委員會(huì))對(duì)UWB的定義作了修改,規(guī)定信號(hào)-10dB絕對(duì)帶寬大于0.5GHz或相對(duì)帶寬大于、等于20%,就稱之為UWB信號(hào)。

      同年2月22日,F(xiàn)CC準(zhǔn)許UWB技術(shù)進(jìn)入民用領(lǐng)域,用戶不必進(jìn)行申請(qǐng)即可使用。之后,隨著微電子器件的高速發(fā)展,UWB定位技術(shù)在國際上掀起了研究和應(yīng)用的熱潮,被認(rèn)為是下一代無線通信的革命性技術(shù)。

      二、UWB定位技術(shù)優(yōu)勢(shì)分析

      1)定位精度高,10cm精確定位

      UWB定位技術(shù)是目前室內(nèi)定位行業(yè)定位精度最高的定位技術(shù)。因定位算法、硬件設(shè)備等原因,不同企業(yè)研發(fā)的UWB定位系統(tǒng)精度會(huì)略有差異。比如,EHIGH恒高UWB精確定位系統(tǒng)采用了寬帶窄脈沖通訊技術(shù)(時(shí)間分辨率極高,使定位誤差減?。?、多源數(shù)據(jù)融合(有效提升定位系統(tǒng)的抗干擾能力)以及時(shí)間序列信號(hào)處理技術(shù)(在強(qiáng)多徑復(fù)雜環(huán)境中,提取出首達(dá)路徑信號(hào)),可實(shí)現(xiàn)10cm高精度定位。

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      2)工作時(shí)間短、設(shè)備功耗低

      UWB定位技術(shù)使用間歇的脈沖來發(fā)送數(shù)據(jù),脈沖持續(xù)時(shí)間很短,一般在0.20ns~1.5ns之間,有很空的占空因數(shù),系統(tǒng)耗電可以做到很低,在高速通信時(shí)系統(tǒng)的耗電量僅為幾百μW~幾十mW。民用的UWB設(shè)備功率一般是傳統(tǒng)移動(dòng)電話所需功率的1/100左右,是藍(lán)牙設(shè)備所需功率的1/20左右。因此,UWB設(shè)備的電池壽命,相對(duì)于傳統(tǒng)無線設(shè)備有著很大的優(yōu)越性。

      3)對(duì)其他設(shè)備干擾小

      由于UWB脈沖極窄、頻帶極寬,其帶寬相當(dāng)于1000個(gè)電視頻道或3萬個(gè)FM廣播頻道,因此單位頻寬內(nèi)的功率密度相當(dāng)?shù)?。美國FCC對(duì)UWB的發(fā)射功率做了嚴(yán)格限制,其功率密度甚至低于一般的噪聲水平(比如,低于一部筆記本電腦的輻射)。因此,UWB定位技術(shù)對(duì)其他設(shè)備的影響微乎其微。

      4)1S內(nèi)可同時(shí)工作的標(biāo)簽多,容量高

      UWB使用的帶寬在1GHz以上,甚至可高達(dá)幾個(gè)GHz,那么每發(fā)送一個(gè)UWB信號(hào)的持續(xù)時(shí)間就非常短了。通俗一點(diǎn),我們可以將信號(hào)通信看作不同寬度車輛行駛,如自行車(UWB信號(hào))、汽車(窄帶信號(hào)),馬路寬度一定(時(shí)間資源),車輛越窄,馬路上容納的車輛就越多,如只有自行車在馬路上行駛和只有汽車在馬路上行駛時(shí),自行車的容量會(huì)大大多于汽車。因此,UWB系統(tǒng)容量大,可同時(shí)容納成百上千個(gè)定位標(biāo)簽同時(shí)工作。

       

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