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UWB定位技术的原理和特点
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品牌科技 个人主页 给TA发消息 加TA为好友 发表于:2019-01-25 17:35:11 楼主

UWB定位技术原理

无线定位系统要实现精确定位,首先要获取与位置相关的变量信息,建立相应的数学模型,然后根据这些变量和参数以及数学模型来解算目标的坐标。UWB定位技术具有超高的时间和空间分辨率,保证了UWB可以准确的获得待定位目标的时间和角度信息,时间信息可以转化为距离信息,结合角度信息利用三角定位等几何定位方法求得待定位目标的位置信息。常用的测量角度和时间信息的方法有:基于接收信号强度(received signalstrength, RSS)、基于接收信号到达角度(angle of arrival, AOA)、基于接收信号时间法(time/timedifference of arrival, TOA/TDOA)、AOA和TDOA混合定位法。

UWB技术相对于其他传统通信技术有如下技术优势:

(1)传输速度快,系统容量大

根据信道容限公式,系统的最大传输速率与系统带宽成正比例关系。UWB通信的带宽都在500MHz以上,其传输速率也达到1Gbps以上。而传统的无线载波通信系统由于频带窄,要使传输速率达到100Mbps以上,必须采用多进制调制等方法,这样对信噪比提出了很高的要求,同时也加大了系统构建的复杂性。

(2)发射功率低

超宽带无线电具有的1GHz以上的射频带宽,发射时需要的平均功率很低。特别是在短距离通信应用中,UWB发射机的发射功率普遍低于1mW;较低的发射功率可以延长系统的工作时间,而且发射功率较低,对人体的电磁波辐射也会很小。

(3)多径分辨率高

UWB信号采用持续时间很短的窄脉冲,具有较强的时间和空间分辨率,系统的多径分辨率高,整个系统就能充分利用发射信号的能量。此外,UWB信号具有良好的抗多径性能,对于信道多径衰落不敏感,接收机通过分级,便可以获得很强的抗衰落能力,在室内或者建筑物比较密集的场合可以获得良好的定位效果,同时在进行测距、定位、跟踪时也能达到更高的精度。

(4)穿透能力强

窄脉冲具有很强的穿透能力,可以帮助比如警察搜寻隔墙的逃犯,以及解救那些被围困在建筑物里边的人们。

(5)系统保密性好

UWB的发射功率低,信号能够很好地隐蔽在其他类型信号和环境噪声之中,传统的接收机无法识别和接收,必须采用与发射端一致的扩频码脉冲序列才能进行解调,系统具有较强的系统安全性。

(6)定位精度高

UWB信号具有超宽频带的特性,具有较高的空间分辨率,使得UWB系统的距离分辨精度是其它系统的成千上百倍。UWB信号的距离分辨能力可达到厘米级,这是其它窄带系统望尘莫及的。

超宽带技术开发了一个具有大容量的无线信道,它还具有对信道衰落不敏感、发射信号功率谱低、测距精度高、系统成本低等优点,受到了人们的普遍重视。

利用上述这些优点,超宽带信号对障碍物具有良好的穿透性和精确测距的特点,可设计具有强大通信定位功能的超宽带脉冲无线定位系统,广泛应用于电力、智能化工厂、施工管控、轨道交通、机场安检、军事训练等领域。更多信息可查看云酷科技

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