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發(fā)布時(shí)間:2021-02-25
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超寬帶技術(shù)作為一種全新的通信新技術(shù)與傳統(tǒng)通信技術(shù)有著極大的差異,具體表現(xiàn)為它不需要傳統(tǒng)通信體制中的載波,而是通過發(fā)送和接手具有納秒或納秒級以下的極窄脈沖來傳輸數(shù)據(jù),從而具有GHz量級的帶寬。
UWB技術(shù)最基本的工作原理是發(fā)送和接收脈沖間隔嚴(yán)格受控的高斯單周期超短時(shí)脈沖,超短時(shí)單周期脈沖決定了信號的帶寬很寬,接收機(jī)直接用一級前端交叉相關(guān)器就把脈沖序列轉(zhuǎn)換成基帶信號,省去了傳統(tǒng)通信設(shè)備中的中頻級,極大地降低了設(shè)備復(fù)雜性。
UWB與傳統(tǒng)的窄帶系統(tǒng)相比有什么區(qū)別?
超寬帶系統(tǒng)擁有穿透力強(qiáng),功耗低,抗多徑效果好,安全性高,系統(tǒng)復(fù)雜度低,能提供精確定位精度等優(yōu)點(diǎn),這些都是傳統(tǒng)的窄帶系統(tǒng)無法比擬的,因此超寬帶技術(shù)可以應(yīng)用于室內(nèi)靜止或移動(dòng)物體以及人的定位跟蹤與導(dǎo)航,且能提供十分精確的定位精度。
UWB定位應(yīng)用:
UWB的定位原理和衛(wèi)星導(dǎo)航定位原理很相似。如下圖,天上的衛(wèi)星坐標(biāo)為已知,地上的接收設(shè)備同時(shí)接收到四個(gè)衛(wèi)星信號就能確定自己的位置坐標(biāo)(平面和高程坐標(biāo))。UWB的定位原理就是通過在室內(nèi)布置4個(gè)已知坐標(biāo)的定位基站,需要定位的人員或者設(shè)備攜帶定位標(biāo)簽,標(biāo)簽按照一定的頻率發(fā)射脈沖,不斷和四個(gè)已知位置的基站進(jìn)行測距,通過一定的算法精確的計(jì)算定位標(biāo)簽的位置。
UWB定位的主要優(yōu)勢有,低功耗、對信道衰落(如多徑、非視距等信道)不敏感、抗干擾能力強(qiáng)、不會對同一環(huán)境下的其他設(shè)備產(chǎn)生干擾、穿透性較強(qiáng)(能在穿透一堵磚墻的環(huán)境進(jìn)行定位),具有很高的定位準(zhǔn)確度和定位精度。
UWB技術(shù)采用脈沖位置調(diào)制PPM單周期脈沖來攜帶信息和信道編碼,一般工作脈寬0.1-1.5ns (1納秒= 十億分之一秒),重復(fù)周期在25-1000ns。
由于UWB具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)傳輸速率優(yōu)勢,同時(shí)受發(fā)射功率的限制,在短距離范圍內(nèi)提供高速無線數(shù)據(jù)傳輸將是UWB的重要應(yīng)用領(lǐng)域,如當(dāng)前WLAN和WPAN的各種應(yīng)用。
基于UWB的室內(nèi)定位方案正在逐步滲透機(jī)場、展廳、 寫字樓、倉庫、地下停車、監(jiān)獄、軍事訓(xùn)練基地等需要使用準(zhǔn)確的室內(nèi)定位信息的應(yīng)用。