當前位置:首頁 > 公眾號精選 > 硬件助手
[導(dǎo)讀]本文主要介紹UWB技術(shù)。UWB(UltraWideBand,超寬帶)是一種基于IEEE802.15.4a和802.15.4z標準的無載波通信技術(shù),利用納秒級的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù),它能夠非常準確地測量無線電信號的飛行時間,從而實現(xiàn)厘米精度的距離/位置測量。不同于藍牙、WiFi等...

本文主要介紹UWB技術(shù)。



UWB(Ultra Wide Band,超寬帶)是一種基于IEEE802.15.4a和802.15.4z標準的無載波通信技術(shù),利用納秒級的非正弦波窄脈沖傳 輸數(shù)據(jù),它能夠非常準確地測量無線電信號的飛行時間,從而實現(xiàn)厘米精度的距離/位置測量。不同于藍牙、WiFi等其他定位技術(shù),UWB射頻信號與生俱來的物理特性使得UWB技術(shù)從一開始就被明確定義:實現(xiàn)實時、超精確、超可靠的定位和通信。UWB的歷史可以追溯到一百多年前波波夫和馬可尼發(fā)明越洋無線電報的時代。1964~1987年,Harmuth的著作奠定了UWB收發(fā)信機的設(shè)計基礎(chǔ),1974年Ross和Robbins發(fā)表的專利是UWB通信方面最早的里程碑式的專利,到了1989年,美國國防部高級研究計劃署(DARPA)首先采用超寬帶這一術(shù)語,并規(guī)定:若信號在-20dB處的絕對帶寬大于1.5GHz或相對帶寬大于25%,則該信號為超寬帶信號,為了促進并規(guī)范UWB技術(shù)的發(fā)展,2002年4月FCC重新對UWB做了定義:系統(tǒng)-10dB帶寬與系統(tǒng)中心頻率之比大于20%或系統(tǒng)帶寬至少為500MHz。此后,超寬帶這個術(shù)語才被沿用下來。直到2002年,F(xiàn)CC批準UWB無線電在嚴格限制條件下可在公眾通信頻段3.1GHz~10.6GHz上運行,才有力推進了UWB的發(fā)展。UWB的技術(shù)規(guī)格也比較多,圍繞UWB的標準之爭一開始就非常激烈,曾經(jīng)有二十幾個標準參與競爭,傳統(tǒng)的UWB(IR-UWB)是采用脈沖無線電(Impulse Radio),直接通過天線傳輸,不需要對正弦波調(diào)制,這種系統(tǒng)實時簡單,成本低、功耗低、抗多徑強、良好的穿透性等,后來被 802.15.4a 標準所采用。發(fā)展到現(xiàn)在,只剩下兩個主要的陣營,即Intel、TI主導(dǎo)的以MB-OFDM為基礎(chǔ)的MBOA,以及Freescale、Motorola主導(dǎo)的基于DS-CDMA的DS-UWB。技術(shù)上來講,MBOA和DS-CDMA是無法彼此妥協(xié)的,DS-UWB曾提出一個通用信令模式,希望與MBOA兼容。但這種模式顯然在技術(shù)上無法實現(xiàn),所以被MBOA、IEEE和無線USB協(xié)會拒絕。2007年3月,ISO正式通過了WiMedia聯(lián)盟提交了MB-OFDM標準,正式成為了UWB技術(shù)的第一個國際標準。除了最底層,UWB架構(gòu)中還有其他上層標準,比如:PAL協(xié)議適應(yīng)層(Protocol?Adaption?Layer),Wireless?USB、Wireless?1394、Application?Profiles(DLNA?compliant,DLNA:Digital?Living?Network?Alliance)等應(yīng)用層協(xié)議。目前已經(jīng)有幾十家廠商推出了UWB芯片、設(shè)備、應(yīng)用平臺等



UWB為了完成定位,定義了兩種角色:基站Anchor和標簽Tag,類似GPS中的衛(wèi)星和地面設(shè)備。無線定位系統(tǒng)為了實現(xiàn)定位,一般都要先獲得和位置相關(guān)的變量,建立定位的數(shù)學(xué)模型,然后再利用這些參數(shù)和相關(guān)的數(shù)學(xué)模型來計算目標的位置坐標。按照測量參數(shù)的不同,UWB定位的方法可以分為三類:基于接收信號的強度(RSS,Received Signal Strength)、基于到達角度(Angle of Arrival)、基于到達時間(TOA,Time of Arrival)。


其中,AOA通過獲取被測點到兩個接收機的信號到達角度進行定位,需要配置復(fù)雜的天線系統(tǒng),且角度誤差對定位精度的影響遠比測距誤差大。RSS根據(jù)信號的傳播模型,利用接收信號的強度與信號傳播距離的關(guān)系,對目標進行定位。這種方法的定位覆蓋距離較近,且對信道傳輸模型的依賴性非常大,多徑以及環(huán)境條件的變化都會使其精度嚴重惡化,特別是距離估計的精度與信號的帶寬無關(guān),不能發(fā)揮 UWB 帶寬大的優(yōu)勢。所以,RSS和AOA方法一般不單獨用于UWB定位,只作為輔助手段進行初級粗定位。常用的定位算法還是基于TOA的,也叫TOF,具體衍生出來的常用算法包括OWR(One Way Ranging)、TWR(Two Way Ranging,也叫TW-TOF(Two Way-Time of Flight))、TDOA(Time Difference of Arrival)。同時還有混合使用上述的兩種或三種定位技術(shù)的混合定位技術(shù),比如TOA-TDOA、 TOA-AOA、TDOA-AOA等,通過檢測并提取相關(guān)的定位參數(shù),用于定位解算?;旌隙ㄎ患夹g(shù)可以運用多種定位參數(shù)實現(xiàn)定位,綜合不同定位技術(shù)的特點,在各種定位技術(shù)的特性中取長補短,讓最終的定位性能得到優(yōu)化。





本站聲明: 本文章由作者或相關(guān)機構(gòu)授權(quán)發(fā)布,目的在于傳遞更多信息,并不代表本站贊同其觀點,本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實性等。需要轉(zhuǎn)載請聯(lián)系該專欄作者,如若文章內(nèi)容侵犯您的權(quán)益,請及時聯(lián)系本站刪除。
換一批
延伸閱讀

9月2日消息,不造車的華為或?qū)⒋呱龈蟮莫毥谦F公司,隨著阿維塔和賽力斯的入局,華為引望愈發(fā)顯得引人矚目。

關(guān)鍵字: 阿維塔 塞力斯 華為

加利福尼亞州圣克拉拉縣2024年8月30日 /美通社/ -- 數(shù)字化轉(zhuǎn)型技術(shù)解決方案公司Trianz今天宣布,該公司與Amazon Web Services (AWS)簽訂了...

關(guān)鍵字: AWS AN BSP 數(shù)字化

倫敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英國汽車技術(shù)公司SODA.Auto推出其旗艦產(chǎn)品SODA V,這是全球首款涵蓋汽車工程師從創(chuàng)意到認證的所有需求的工具,可用于創(chuàng)建軟件定義汽車。 SODA V工具的開發(fā)耗時1.5...

關(guān)鍵字: 汽車 人工智能 智能驅(qū)動 BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越來越多用戶希望企業(yè)業(yè)務(wù)能7×24不間斷運行,同時企業(yè)卻面臨越來越多業(yè)務(wù)中斷的風(fēng)險,如企業(yè)系統(tǒng)復(fù)雜性的增加,頻繁的功能更新和發(fā)布等。如何確保業(yè)務(wù)連續(xù)性,提升韌性,成...

關(guān)鍵字: 亞馬遜 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,據(jù)媒體報道,騰訊和網(wǎng)易近期正在縮減他們對日本游戲市場的投資。

關(guān)鍵字: 騰訊 編碼器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會開幕式在貴陽舉行,華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文發(fā)表了演講。

關(guān)鍵字: 華為 12nm EDA 半導(dǎo)體

8月28日消息,在2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會上,華為常務(wù)董事、華為云CEO張平安發(fā)表演講稱,數(shù)字世界的話語權(quán)最終是由生態(tài)的繁榮決定的。

關(guān)鍵字: 華為 12nm 手機 衛(wèi)星通信

要點: 有效應(yīng)對環(huán)境變化,經(jīng)營業(yè)績穩(wěn)中有升 落實提質(zhì)增效舉措,毛利潤率延續(xù)升勢 戰(zhàn)略布局成效顯著,戰(zhàn)新業(yè)務(wù)引領(lǐng)增長 以科技創(chuàng)新為引領(lǐng),提升企業(yè)核心競爭力 堅持高質(zhì)量發(fā)展策略,塑強核心競爭優(yōu)勢...

關(guān)鍵字: 通信 BSP 電信運營商 數(shù)字經(jīng)濟

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央廣播電視總臺與中國電影電視技術(shù)學(xué)會聯(lián)合牽頭組建的NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟在BIRTV2024超高清全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研討會上宣布正式成立。 活動現(xiàn)場 NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)...

關(guān)鍵字: VI 傳輸協(xié)議 音頻 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日舉辦的2024年長三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)聯(lián)合招商會上,軟通動力信息技術(shù)(集團)股份有限公司(以下簡稱"軟通動力")與長三角投資(上海)有限...

關(guān)鍵字: BSP 信息技術(shù)
關(guān)閉
關(guān)閉