超寬帶定位技術——UWB,在家在不用擔心找不到東西了!!!

超寬帶定位技術——UWB,在家在不用擔心找不到東西了!!!

今年,隨著微軟全球定位大賽幾個賽事的結束,UWB技術憑藉著極高的精度和急劇優勢的性價比佔據了頭把交椅。近幾年,無線局域網、無線因特網等概念的提出,要求能夠在室內環境下無線傳輸速率達到100Mbps。以構建個性化的信息網絡系統。在室內環境下實現高速率的無線傳輸速率,超寬帶技術將是最為有利方式。

UWB(Ultra Wideband)是利用納秒至微秒級的非正弦波窄脈衝傳輸數據的一種無載波通信技術。憑藉兩大獨門武器(①擺脫傳統載波調製,可在時域中直接操作;②可同時滿足寬帶高速、低成本和低功耗),一舉解決困擾無線技術兩大問題(頻譜資源緊張、通信新路徑)。

UWB的技術特點

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由於UWB與傳統通信系統相比,工作原理迥異,因此UWB具有傳統通信系統無法比擬的技術特點。

  • 傳輸速率高,容量大;根據Shannon信道容量公式,在加性高斯白噪聲(AWGN)信道中,系統無差錯傳輸速率是的上限為C=B×㏒2 (1+SNR)式中。在UWB系統中,信道B帶寬高達500M——7.5GHz。因此,即使SNR很多低,也可實現百兆至1GHz的傳輸速率。
  • 適合短距離通信
  • 具有良好的共存性和保密性
  • 多徑分辨能力強,定位精度高;由於常規無線通信的射頻信號大多為連續信號或其持續時間遠大於傳播時間,多徑傳播效應限制了通信質量和傳輸速率。UWB信號採用持續時間極短的窄脈衝,其時間、空間分辨能力都強。因此,多徑分辨率極高。極高的分辨率賦予了UWB信號高精度的測距、定位能力。
  • 體積小,功耗低
  • 結構簡單

UWB的技術原理

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  1. 在UWB系統中,常用調製方式兩大類:基於超寬帶脈衝的調製、基於OFDM的正交多載波調製。
  2. 在UWB系統中,多址技術:跳時多址、波分多址、直擴碼分多址、跳頻多址。

由於UWB技術自身的特點,UWB在短距離無線連接領域將有廣闊的發展前景。目前,各大標準化組織或團體正加緊制定基於UWB的各種技術標準。

UWB應用

UWB過去應用主要是軍事領域,近些年開放到民用。UWB需要根據具體需求,規則約束和信道特徵進行優化選擇,需要重點考慮的內容有頻帶規則、調製與多址方案、共存問題、系統複雜度、成本與功耗等。由於UWB具有巨大的數據傳輸優勢,對信道衰減不敏感、能提供釐米級的定位精度的優點。UWB具體典型應用。

  1. 短距離(15M內)高速無線多媒體智能局域網和個域網;利用UWB可在小範圍內動態地組成分佈式自組織(Ah hoc)網絡協同工作,連接、傳送多媒體數據,並可通過寬帶網關,接入其他高速互聯網或其他網絡。
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  1. 智能交通系統;UWB具有無限通信和定位功能,可在智能交通系統中,為車輛防撞、電子牌照、智能收費等提供解決方案。
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  1. 軍事、消防、公安、勘探等領域;用於安全通信、救援通信、精確測距和定位、透底探測雷達、穿牆成像、入侵檢測等。
  2. 傳感器網絡和智能環境;包括生活環境、辦公環境,主要用於對各類對象(人和物)進行檢測、識別、控制和通信。

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