UWB高精度定位系统有哪些优势? 点击:202 | 回复:0



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发表于:2019-01-16 17:31:10
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UWB概述

UWB即超宽带技术,它是一种无载波通信技术,利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据,因此其所占的频谱范围很宽。传统的定位技术是根据信号强弱来判别物体位置,信号强弱受外界影响较大,因此定位出的物体位置与实际位置的误差也较大,定位精度不高,而UWB定位采用了宽带脉冲通讯技术,具备极强的抗干扰能力,使定位误差减小。UWB定位技术的出现填补了高精度定位领域的空白,它具有对信道衰弱不敏感、发射信号功率谱密度低、低截获能力、系统复杂度低、能提供厘米级的定位精度等优点。

UWB室内定位流程

  1. 每个定位标签以UWB脉冲重复不间断发送数据帧;

  2. 定位标签发送的UWB脉冲串被定位基站接收;

  3. 每个定位基站利用高敏度的短脉冲侦测器测量每个定位标签的数据帧到达接收器天线的时间;

  4. 定位引擎参考标签发送过来的校准数据,确定标签达到不同定位基站之间的时间差,并利用三点定位技术及优化算法来计算标签位置;

  5. 利用单基站定位一般采用AOA(Angle of Arrival)算法,采用多基站定位多采用TDOA(Time difference of Arrival)算法。

    UWB技术优势

    UWB技术应用于室内定位,具有以下特点:

    1、系统容量大

    香农公式给出C=Blog₂(1+S/N)可以看出,带宽增加使信道容量的提高远远大于信号功率上升所带来的效应,这一点也正是提出超宽带技术的理论机理。超宽带无线电系统用户数量大大高于3G系统。

    2、数据传输速度快

    UWB系统使用上吉赫兹的超宽频带,根据香农信道容量公式,即使把发送信号功率度控制得很低,也可以实现搞得信息速率。一般情况下,其最大数据传输速度可以达到几百兆比特每秒到吉比特每秒。

    3、多径分辨能力强

    UWB由于其极高的工作频率和极低的占空比而具有很高的分辨率,窄脉冲的多径信号在时间上不宜重叠,很容易分离出多径分量,所以能充分利用发射信号的能量。实验表明,对常规无线电信号多径衰落深达10-30dB的多径环境,UWB信号的衰落最多不到5dB.

    4、隐蔽性好

    因为UWB的频谱非常宽,能量密度非常低,因此信息传输安全性高。另一方面,由于能量密度低,UWB设备对于其他设备的干扰就非常低。

    5、定位精确

    冲激脉冲具有很高的定位精度,采用超宽带无线电通信,可在室内和地下进行精确定位,精度最高可达2厘米,一般精度在15厘米内。而GPS定位系统只能工作在GPS定位卫星的可视范围之内。与GPS提供绝对地理位置不同,超短脉冲定位器可以给出相对位置,其定位精度可达厘米级。

    6、抗干扰能力强

    UWB扩频处理增益主要取决于脉冲的占空比和发送每个比特所用的脉冲数。UWB的占空比一般为0.01-0.001,具有比其他扩频系统高得多的处理增益,抗干扰能力强。一般来说,UWB抗干扰处理增益在50dB以上。

    7、低功耗

    UWB无线通信系统接收机没有本振、功放、锁相环、压控振荡器、混频器等,因而结构简单,设备成本将很低。由于UWB信号无需载波,而是使用间歇的脉冲来发送数据,冒充持续时间很短,一般在0.20-1.5ns之间,有很低的占空因数,所以它只需要很低的电源功率。一般UWB系统只需要50-70mW的电源,是蓝牙技术的十分之一。更多信息可查看云酷科技。



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