伴隨通訊職業的開展和物聯網職業的興起,室內定位技能因強壯的定位才能,迎來了開展的黃金時期。並且對於定位精度高,抗干擾才能要求高的應用場合,UWB定位技能應運而生。
什麼是UWB定位?
UWB(Ultra Wideband)是一種無載波通訊技能,使用納秒至微秒級的非正弦波窄脈衝傳輸數據。有人稱它爲無線電範疇的一次革命性進展,認爲它將成爲未來短距離無線通訊的幹流技能。總的來說,UWB在前期被用來應用在近距離高速數據傳輸,近年來國外開端使用其亞納秒級超窄脈衝來做近距離準確室內定位。
UWB的優勢:
傳統的定位技能判別物體的位置是依託信號的強弱來判別的,易遭到外界干擾。定位的差錯較大,精度不高,而UWB定位選用了寬帶脈衝通訊技能,有很強的抗干擾才能,使得定位差錯大大下降。它填補了高精度定位範疇的空白,它的技能特點如圖所示,精度可達釐米級。
UWB室內定位過程:
網絡大將UWB的定位流程分成5個流程:
每個定位標籤以UWB脈衝重複不間斷髮送數據幀;
發送的UWB脈衝串被定位基站接納;
每個定位基站使用高敏度的短脈衝偵測器丈量每個定位標籤的數據幀到達接納器天線的時刻;
定位引擎參閱標籤發送過來的校準數據,確定標籤達到不同定位基站之間的時刻差,並使用三點定位 技能及優化算法來覈算標籤位置;使用單基站定位一般選用 AOA((Angle of Arrival)算法,選用多基站定位多選用 TDOA(Time difference of Arrival)算法。
UWB室內定位的體系結構:
UWB技能特點:
UWB室內定位具有以下幾種特點:
體系容量大:帶寬添加使信道容量的提高遠遠大於信號功率上升所帶來的效應。
傳輸數據快:依據香農公式,即便把發送信號功率拉到很低,也能實現較高的信息速率。通常情況下,其最大數據傳輸速度可以達到幾百兆比特每秒到吉比特每秒。
多徑分辨才能強:因爲其極高的作業頻率和極低佔空比,所以它的佔空比很高。窄脈衝的多徑信號在時刻上不易堆疊,很簡單分離出多徑重量,因此能充分使用發射信號的能量。
隱蔽性好:UWB的頻譜較寬,能量密度較低,所以具有很高的安全性。另一方面,因爲能量密度低,UWB設備對於其他設備的影響很低。
定位準確:UWB具有很高的定位精度,它選用超寬帶無線電通訊,可在室內和地下進行準確定位,精度最高可達2釐米,一般精度在15釐米內。
抗干擾才能強:UWB的佔空比一般爲0.01~0.001,具有比其他擴頻體系高得多的處理增益,抗干擾才能強。一般來說,UWB抗干擾處理增益在50dB以上。
低功耗:UWB體系結構簡單,設備成本低。UWB使用間歇的脈衝來發送數據,信號無需載波,脈衝持續時刻一般在0.20~1.5ns之間很短,有很低的佔空因數,因此功耗很低,一般UWB體系只需要50~70mW的電源,功耗是藍牙技能的百分之十。