有「高富帥」之稱的UWB技術,具備哪些特點?

2021-10-01 01:26:41 字數 2008 閱讀 5907

(超寬頻)uwb技術是近年來新興一項全新的、與傳統通訊技術有極大差異的通訊無線新技術,利用納秒至微微秒級的非正弦波窄脈衝傳輸資料。有人稱它為無線電領域的一次革命性進展,認為它將成為未來短距離無線通訊的主流技術。

正是因為uwb技術具有:功耗低、抗多徑效果好、安全性高、系統複雜度低、定位精度極高等優點,使得其在眾多無線定位技術中脫穎而出,被稱之為室內定位技術中的高富帥。

首先我們從uwb技術的定位方式說起:

精度可靠,功耗低-uwb技術之tdoa

到達時間差(time difference of arrival,tdoa)是一種利用到達時間差進行定位的方法又稱為雙曲線定位。標籤卡對外傳送一次uwb訊號,在標籤無線覆蓋範圍內的所有基站都會收到無線訊號,如果有兩個已知座標點的基站收到訊號,標籤距離兩個基站的間隔不同,那麼這兩個基站收到訊號的時間點是不一樣的。

例如,小明的媽媽在村口喊「小明,回家吃飯啦!」,根據距離=時間*速度,其中速度不變(聲音在空氣中的傳播速度是340m/s),那麼聲音傳播的時間是由距離決定的,因此村里的人聽到小明媽媽聲音的時間點是不一樣的。

同理,標籤與不同基站的距離不同,不同基站收到同一標籤訊號的時間節點不同,因此得出乙個「到達時間差」的概念。

tdoa定位的原理正是利用多個基站接收到訊號的時間差來確定標籤的位置。

根據數學關係,到已知兩點為常數的點,一定處於以這兩點為焦點的雙曲線上。那麼有四個已知點(四個定位基站)就會有四條雙曲線,四條雙曲線交於一點就是標籤的位置。

tdoa技術不需要定位標籤與定位基站之間進行往復通訊,只需要定位標籤發射一次uwb訊號,工作時長縮短了,功耗也就大大降低了,故能做到更高的定位動態和定位容量。

根據我們前文介紹的uwb技術之tdoa定位原理,uwb技術的精度相當可靠的,可以成為高精度定位應用場景裡的不二之選。

uwb定位技術能坐上高精度定位行業的「頭把交椅」,當然不僅僅是精度高這麼簡單,以下的3個優點也是它的秘密**。 

1.工作時間短、裝置功耗低 

uwb技術使用間歇的脈衝來傳送資料,脈衝持續時間很短,一般在0.20ns~1.5ns之間,有很空的占空因數,系統耗電可以做到很低,在高速通訊時系統的耗電量僅為幾百μw~幾十mw。

民用的uwb裝置功率一般是傳統移動**所需功率的1/100左右,是藍芽裝置所需功率的1/20左右。因此,uwb裝置的電池壽命,相對於傳統無線裝置有著很大的優越性。 

2.1s內可同時工作的標籤多,容量高 

uwb技術使用的頻寬在1ghz以上,甚至可高達幾個ghz,那麼每傳送乙個uwb訊號的持續時間就非常短了。

通俗一點,我們可以將訊號通訊看作不同寬度車輛行駛,如自行車(uwb訊號)、汽車(窄帶訊號),馬路寬度一定(時間資源),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,自行車的容量會大大多於汽車。因此,超寬頻系統容量大,可同時容納成百上千個定位標籤同時工作。

美國fcc對uwb技術的發射功率做了嚴格限制,其功率密度甚至低於一般的雜訊水平(比如,低於一部膝上型電腦的輻射)。因此,uwb定位技術對其他裝置的影響微乎其微。 

即使是「高富帥」也需要包裝!

總結一下:

uwb技術基本效能雖然優越,但事實上,具體到應用,需要進行多項技術優化,包括底層定位資料清洗、定位引擎演算法優化、同步技術優化處理等,所以可以發現同樣是uwb技術,根據不同公司使用的技術手段或演算法不同,其效能會差別很大。人人都想從中分一杯羹,但是只有本著為企業、為使用者帶來更高應用價值的目標,才能笑到最後。

作為一家

uwb技術

高精度定位

**商,ehigh恒高提供從

高定位裝置、

高定位軟體到解決方案一系列的產品,目前已經生產並應用超過100萬台定位裝置,廣泛應用於石油化工、司法監獄、智慧型施工

、電力工程

等,為這些行業的

高精度定位

服務提供了保障。

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