1、什麼是uwb（超寬頻）技術
超寬頻（ultra wide band，簡稱uwb）技術是一種無線載波通訊技術，它不採用正弦載波，而是利用納秒級的非正弦波窄脈衝傳輸資料，因此其所佔的頻譜範圍很寬。uwb技術具有系統複雜度低，發射訊號功率譜密度低，對通道衰落不敏感，截獲能力低，定位精度高等優點，尤其適用於室內等密集多徑場所的高速無線通訊。
uwb技術使用「超寬」頻率範圍內的短納秒脈衝來實現通訊。早期主要在軍事雷達或通訊用應用，隨著蘋果公司將u1超寬頻晶元整合到iphone11，三星等其他公司也紛紛效仿，在其新發布的一些智慧型手機和其他裝置中採用了uwb。google還在開發api，以幫助在android裝置中啟用uwb驅動的應用程式。
雖然短期看這使智慧型手機裝置可以在短距離內快速傳送資料，但是這些uwb訊號也可以用於精確感測裝置的位置。這使得啟用uwb的裝置（例如智慧型手機或感測器和錨點）可以精確定位傳輸裝置（例如另乙個智慧型手機或資產跟蹤標籤），找到其精確位置，並在某些應用程式中啟用位置感知的通訊和服務。
uwb生態的豐富使得uwb的應用場景也多樣起來。nfl甚至使用超寬頻來跟蹤球員的實時位置和運動，將uwb晶元放在他們的肩膀上，從而使聯盟可以分析球員在比賽中如何在場地上運動。恩智浦和大眾汽車也在探索在汽車中使用超寬頻的可能性，以提供更安全，便捷和安全的車輛體驗。與這些組織一起，引領uwb技術發展的是眾多uwb硬體**商，它們為特定用例提供各種uwb晶元，錨和具有不同特性的標籤，以及包括uwb alliance和fira在內的財團。uwb技術很快就會像藍芽和wi-fi一樣普及。目前看，uwb技術已經獲得了巨大的創新和發展，並開始釋放基於位置的變革性功能。
2、uwb的獨特優勢
功耗低：uwb具有許多獨特的優勢，從而迅速為rf技術設定了新的標準。它可以在短距離內傳輸非常高的資料速率，並實時精確地確定位置。uwb在3.1至10.6 ghz之間的非常寬的頻譜上以高頻寬工作。它還消耗很少的電能，從而提供了負擔得起且高效的硬體選項，例如使用鈕扣電池跟蹤標籤的情況，該標籤可以連續工作多年而無需充電或更換。
定位精度高：uwb之所以能夠如此精確地定位位置，是因為它通過飛行時間（tof）進行了基於距離的測量，該時間基於無線電脈衝從乙個裝置傳播到另一裝置所花費的時間來計算位置。雖然這只能在很短的範圍內工作（0-50m，取決於rf輸出功率），但可以確定uwb訊號的位置，其準確度小於50厘公尺，並且延遲極低。通常無法使用ble和wi-fi等其他標準來執行此操作，而是通常通過相當不可靠的接收訊號強度指示器（rssi）來確定位置，該指示器僅顯示「弱」或「強」接收訊號的粗略類別，從而可以確定位置精度進入儀表水平。
抗干擾能力強：uwb訊號的傳送功率低且頻譜寬，因此對周圍的窄帶技術幾乎沒有干擾。uwb似乎也「在本底雜訊中不可見」，使其成為與窄帶rf技術共存的好選擇。這些獨特的特性使uwb迅速成為基於位置和短距離通訊應用的主要室內定位技術。
3、uwb如何進行室內定位
uwb使通過tof確定位置。通過計算訊號在裝置之間傳播所需的時間，可以精確測量收發器之間的距離。在某些情況下，可以檢測到裝置位置的x，y和z座標，從而為定位uwb提供了額外的維度。根據用例或應用，tof計算的確切技術可能有所不同。對於uwb定位，可以使用兩種主要技術：到達時差（tdoa）和雙向測距（twr）。
到達時差（tdoa）：tdoa利用在整個室內空間中固定位置部署的uwb錨或感測器。然後，這些感測器檢測並定位發射的uwb裝置，例如跟蹤標籤。為了正常工作，固定錨需要精確地同步以在同一時鐘上執行。uwb標籤或其他裝置將定期傳送訊號。這些訊號將由通訊範圍內的任何錨接收，並由錨加上時間戳。然後將所有帶有時間戳的資料傳送到**ips或rtls。
定位引擎將分析每個錨點的資料以及到達每個錨點的時間差異，並使用多邊計算來計算標籤的座標。這些座標可用於視覺化裝置在您的室內室內地圖上的位置，或根據特定應用用於其他用途。
兩路測距（twr）：在tdoa中，多個固定錨共同確定移動物件的位置時，twr主要使用兩個裝置（例如智慧型手機）之間的雙向通訊來感應它們之間的距離。使用twr，當一台裝置與另一台裝置非常接近時，即使它們進行通訊，這兩個裝置也將開始相互測距以確定其距離。然後將訊號在它們之間傳播所需的時間乘以光速，並用於確定它們的相對位置，從而經常啟用位置感知通訊。
然後根據特定應用利用從乙個裝置到另一裝置的確定位置。固定錨和uwb裝置也可以使用twr，但是twr流程一次只能使用乙個測距夥伴來定位裝置。
4、uwb定位精度如何？
uwb能夠通過tof進行檢測，快速的納秒脈衝以及對其他rf傳輸的有限干擾，能夠以小於50厘公尺的精度進行精確的室內定位，並具有實時結果，還可以快速跟蹤裝置的移動和運動。
與其他室內定位技術相比，uwb的定位精度更高。其他標準通常利用接收訊號強度（rssi）來確定位置，並且通常只能以粗略範圍內的精度來確定位置，例如ble（1-5公尺）和wi-fi（1-10公尺）。某些uwb技術還可以使用到達角（aoa）來更精確地測量帶有方向的位置，這需要帶有多個天線的裝置可以測量輸入訊號的角度。
5、uwb的定位範圍多大？
uwb可以在長達100公尺的範圍內檢測裝置的位置。但是，它在短距離（通常在10至50公尺之間）上最有效地工作，並且在裝置或錨點之間的視線範圍內效果最佳。在短距離範圍內，uwb可以以最小的干擾提供高精度，快速和安全的通訊。
6、uwb的發展展望
uwb有望同時在消費者市場和企業級應用同時發展。支援uwb的晶元可能會嵌入到更多裝置中，例如智慧型手機，可穿戴裝置，汽車等。室內定位也將可能開始為各種基於位置的應用提供基礎設施。預計在2023年至2023年之間，在完成ieee 802.15 4z標準開發後（將感測器和執行器組合到單個無線網路中），uwb技術將在大眾市場和企業解決方案中得到更積極的應用。超寬頻技術的採用將釋放強大的新功能和工具，這將為室內定位和短距離通訊增添新的面貌。
UWB超寬頻 DW1000 API功能描述2
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室內定位演算法思想主要借鑑於室外定位演算法，典型演算法包括toa time of arrival 定位技術 tdoa time different of arrival 定位技術 aoa angle of arrival 定位技術 rssi定位技術。1 基於toa的室內定位技術 基於無線訊號到達時間...
中科榮通 如何為專案選擇合適的室內定位技術？
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