什么是UWB？UWB有什么用？

UWB在早期被用来应用在近距离高速数据传输，近年来国外开始利用其亚纳秒级超窄脉冲来做近距离精确室内定位。因为有很多新手工程师对UWB了解的并不多，本篇小编就详细讲解下什么是UWB？以及UWB定位的相关应用。

超宽带技术是一种全新的、与传统通信技术有极大差异的通信新技术。它不需要使用传统通信体制中的载波，而是通过发送和接收具有纳秒或纳秒级以下的极窄脉冲来传输数据，从而具有GHz量级的带宽。

UWB技术最基本的工作原理是发送和接收脉冲间隔严格受控的高斯单周期超短时脉冲，超短时单周期脉冲决定了信号的带宽很宽，接收机直接用一级前端交叉相关器就把脉冲序列转换成基带信号，省去了传统通信设备中的中频级，极大地降低了设备复杂性。 UWB技术采用脉冲位置调制PPM单周期脉冲来携带信息和信道编码，一般工作脉宽0.1-1.5ns (1纳秒= 十亿分之一秒)，重复周期在25-1000ns。

由于UWB具有强大的数据传输速率优势，同时受发射功率的限制，在短距离范围内提供高速无线数据传输将是UWB的重要应用领域，如当前WLAN和WPAN的各种应用。

UWB的主要特点是传输速率高、空间容量大、成本低、功耗低等。

UWB与传统的窄带系统相比有什么区别？ 超宽带系统与传统的窄带系统相比，具有穿透力强、功耗低、抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低、能提供精确定位精度等优点。因此，超宽带技术可以应用于室内静止或者移动物体以及人的定位跟踪与导航，且能提供十分精确的定位精度。

UWB的定位原理和卫星导航定位原理很相似。如下图，天上的卫星坐标为已知，地上的接收设备同时接收到四个卫星信号就能确定自己的位置坐标（平面和高程坐标）。UWB的定位原理就是通过在室内布置4个已知坐标的定位基站，需要定位的人员或者设备携带定位标签，标签按照一定的频率发射脉冲，不断和四个已知位置的基站进行测距，通过一定的算法精确的计算定位标签的位置。

UWB定位的主要优势有，低功耗、对信道衰落（如多径、非视距等信道）不敏感、抗干扰能力强、不会对同一环境下的其他设备产生干扰、穿透性较强（能在穿透一堵砖墙的环境进行定位），具有很高的定位准确度和定位精度。

比较常用的超宽带定位算法有RSS法，AOA法，TOA/TDOA法，其中利用TOA/TDOA联合定位算法，可以减少同时工作的传感器数量，并且获得待定位目标的三维坐标。 利用UWB技术测得定位标签相对于两个不同定位基站之间无线电信号传播的时间差，从而得出定位标签相对于四组定位基站的距离差。 使用TDOA技术不需要定位标签与定位基站之间进行往复通信，只需要定位标签只发射或只接收UWB信号，故能做到更高的定位动态和定位容量。

基于UWB的室内定位方案正在逐步渗透机场、展厅、 写字楼、仓库、地下停车、监狱、军事训练基地等需要使用准确的室内定位信息的应用。SKYLAB UWB室内定位方案采用先进的软件和硬件来定位、跟踪和管理高价值、设备和人员，最大限度提供使用率。

厘米级高精度定位为什么更倾向于UWB？ 首先其他定位技术可以达到的定位精度有限，即使能达到UWB定位技术同样的定位精度，其系统的复杂程度和成本也太高。 其次，像RFID、ibeacon虽然在定位上有很多场景可做，但现在已经有很多企业都在做了。而UWB是一种比较新的技术，有很多优势，也有很多潜在的应用市场尚待开发。

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