低功耗高精度uwb室內(nèi)定位技術(shù)功能特點(diǎn),UWB(ULTRAWideband)是一種利用納秒至微秒級(jí)的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)的無載波通信技術(shù)。UWB(ULTRAWideband)是一種利用納秒至微秒級(jí)的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)的無載波波通信技術(shù)。通過將非常低功率的信號(hào)傳輸?shù)揭粋€(gè)非常低的功率信號(hào),通過一個(gè)非常寬的頻譜傳輸非常低的功率信號(hào)。
uwb室內(nèi)定位技術(shù)技術(shù)概況
UWB(UltraWideband)是一種利用納秒至微秒級(jí)的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)的無載波通信技術(shù)。極低功率信號(hào)通過更寬的頻譜傳輸。UWB技術(shù)始于20世紀(jì)60年代興起的脈沖通信技術(shù),主要用于軍用雷達(dá)、定位和低截獲率/低檢測(cè)率的通信系統(tǒng)。2002年2月,美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)發(fā)布了關(guān)于使用民用UWB設(shè)備頻譜和功率的初步規(guī)定。在這項(xiàng)規(guī)定中,UWB系統(tǒng)在任何時(shí)候都被稱為UWB系統(tǒng),其中包括相對(duì)帶寬大于0.2或帶寬大于500MHz的通信系統(tǒng),并且UWB技術(shù)被批準(zhǔn)用于民用商品。自2006年以來,中國(guó)一直在為UWB頻譜規(guī)劃做準(zhǔn)備。經(jīng)過兩年多的研究,中國(guó)自己的UWB頻譜計(jì)劃于2008年12月12日正式發(fā)布,包括UWB信號(hào)的射頻指數(shù)、應(yīng)用場(chǎng)所限制、設(shè)備批準(zhǔn)等。與其它定位技術(shù)相比,uwb室內(nèi)定位技術(shù)具有定位精度高、安全性好、傳輸速度高、系統(tǒng)容量大、功耗低、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
UWB定位技術(shù)特點(diǎn)
與傳統(tǒng)通信系統(tǒng)相比,UWB具有以下傳統(tǒng)通信系統(tǒng)無法比擬的技術(shù)特征,其工作原理不同:系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)相對(duì)簡(jiǎn)單:當(dāng)前無線通信技術(shù)使用的通信負(fù)載波是一個(gè)連續(xù)的電波,負(fù)載波的頻率和功率在一定范圍內(nèi)發(fā)生變化,利用負(fù)載波的狀態(tài)變化來傳輸信息。UWB不使用負(fù)載波,它通過發(fā)送納秒級(jí)脈沖來傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)。UWB發(fā)射器直接使用脈沖小激勵(lì)天線,不需要傳統(tǒng)收發(fā)器所需的上變頻,因此不需要功能放大器和混頻器。因此,低功耗uwb室內(nèi)定位技術(shù)允許使用非常低的寬帶發(fā)射器。同時(shí),在接收端,UWB接收器也不同于傳統(tǒng)接收器,不需要中頻處理。因此,實(shí)現(xiàn)UWB系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單。
高速數(shù)據(jù)傳輸:在民用商品中,UWB信號(hào)的傳輸范圍一般要求在1m以內(nèi)。根據(jù)修改后的通道容量公式,傳輸速度可達(dá)500mbit/s。這是一種理想的調(diào)制技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)個(gè)人通信和無線局域網(wǎng)。UWB將高速數(shù)據(jù)傳輸與一個(gè)非常寬的頻率帶寬進(jìn)行交換,并共享其他無線技術(shù)使用的頻帶,而不是單獨(dú)占用擁擠的頻率資源。在軍事應(yīng)用中,我們可以利用巨大的擴(kuò)展和增益來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、低截獲率、低檢測(cè)率、高安全性和高速數(shù)據(jù)傳輸。
低功耗:UWB系統(tǒng)使用間歇脈沖發(fā)送數(shù)據(jù)。脈沖持續(xù)時(shí)間很短。一般來說,它在0.20ns~1.5ns之間,占空因數(shù)非常低。系統(tǒng)的功耗可以非常低。高速通信時(shí),系統(tǒng)的功耗僅為數(shù)百到數(shù)十mw。民用UWB設(shè)備的功率一般約為傳統(tǒng)移動(dòng)電話所需功率的1/100,藍(lán)牙設(shè)備所需功率的1/20。軍用UWB電臺(tái)的功耗也很低。因此,與傳統(tǒng)無線設(shè)備相比,UWB設(shè)備在電池壽命和電磁輻射方面具有很大的優(yōu)勢(shì)。
安全性高:物理層技術(shù)作為一種通信系統(tǒng),具有自然的安全性能。由于低功耗高精度uwb室內(nèi)定位技術(shù)信號(hào)通常將信號(hào)能量分散在一個(gè)非常寬的頻帶范圍內(nèi),UWB信號(hào)相當(dāng)于一般通信系統(tǒng)的白噪聲信號(hào),在大多數(shù)情況下,UWB信號(hào)的功率譜密度低于自然電子噪聲,因此很難從電子噪聲中檢測(cè)到脈沖信號(hào)。使用編碼對(duì)脈沖參數(shù)進(jìn)行偽隨機(jī)化后,脈沖檢測(cè)將更加困難。多徑分辨率能力強(qiáng)制了通信質(zhì)量和數(shù)據(jù)傳輸速率,因?yàn)槌R?guī)無線通信的大多數(shù)射頻信號(hào)都是連續(xù)信號(hào),或者它們的連續(xù)時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于多徑通信時(shí)間。由于超寬帶無線電發(fā)射的單周期脈沖持續(xù)時(shí)間很短,占空比很低,因此多徑信號(hào)可以及時(shí)分離。如果多徑脈沖在時(shí)間上重疊,多徑傳輸路徑的長(zhǎng)度應(yīng)小于脈沖寬度和傳輸速度之間的乘積。由于脈沖多徑信號(hào)在時(shí)間上不重疊,因此很容易分離多徑分量,以充分利用發(fā)射信號(hào)的能量。大量實(shí)驗(yàn)表明,對(duì)于常規(guī)無線電信號(hào)的多徑衰落,超寬帶無線電信號(hào)的多徑衰落不足5dB。
定位精度:沖壓脈沖具有較高的定位精度,采用超寬帶無線電通信,定位和通信容易整合,常規(guī)無線電難以做到這一點(diǎn)。超寬帶無線電具有較強(qiáng)的穿透能力,可在室內(nèi)地下???供準(zhǔn)確定位,GPS定位系統(tǒng)只能在GPS定位衛(wèi)星的視覺范圍內(nèi)工作;超短脈沖定位器不同于GPS提供的地理位置,定位精度可達(dá)到厘米,超寬帶無線電定位器更便宜。
低功耗高精度uwb室內(nèi)定位技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景定位
根據(jù)研究報(bào)告,UWB定位技術(shù)的應(yīng)用每年都保持著較高的復(fù)合年增長(zhǎng)率。我們公司是一家快樂的技術(shù)企業(yè),專注于UWB定位技術(shù)的研究和應(yīng)用。目前已廣泛應(yīng)用于工業(yè)制造、化工、電廠、地下建設(shè)、倉(cāng)儲(chǔ)物流、公安司法、醫(yī)院等領(lǐng)域。