UWB高精度室內(nèi)定位的特點

隨著物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，室內(nèi)定位技術(shù)在各種應(yīng)用場景的需求也大大提升，定位技術(shù)可以分為兩類：室外定位和室內(nèi)定位。室外定位技術(shù)比較單一，主要依托于衛(wèi)星定位技術(shù)，而室內(nèi)定位技術(shù)種類較多，如藍牙、WiFi、ZigBee、RFID、超寬帶等。而在現(xiàn)如今的定位系統(tǒng)中，UWB超寬帶定位系統(tǒng)因具有高精度、高容量、低功耗、設(shè)備小巧等一系列優(yōu)點被廣泛應(yīng)用。

UWB室內(nèi)定位系統(tǒng)采用TDOA測距算法，通過信號到達的時間差，通過雙曲線交叉來定位的超寬帶系統(tǒng)產(chǎn)生發(fā)射、接收、處理極窄脈沖信號的無線電系統(tǒng)，其包括UWB定位基站、UWB定位標(biāo)簽、UWB算法引擎等。

UWB定位技術(shù)的特點

1、高分辨率

探測設(shè)備對目標(biāo)的識別能力取決于其距離分辨率和角度分辨率，而距離分辨率又正比于發(fā)射脈沖的時域有效寬度。超寬帶室內(nèi)定位系統(tǒng)因亞納秒級極窄脈沖的時間寬度，因此它的距離分辨率極高，可以達到厘米量級，利用這個特性，可以獲得更多的室內(nèi)距離信息。

2、頻譜的有效利用

傳統(tǒng)的無線電室內(nèi)定位系統(tǒng)中所有信息來自特定頻率的電磁波，在無線電設(shè)備密集的環(huán)境中，相互之間距離很近，分配到相同頻點的標(biāo)識可能會接收到其他設(shè)備的同頻信號，從而出現(xiàn)系統(tǒng)紊亂或錯誤定位。而超寬帶系統(tǒng)具有極低的信/擾比門限，平均發(fā)射功率很低，如工作范圍在幾十米以內(nèi)，所需功率僅需幾十到幾百微瓦。由于功率譜密度極低，甚至低于環(huán)境噪聲以下，所以信號不會對其他系統(tǒng)產(chǎn)生不良的干擾，可以與之共享頻帶，實現(xiàn)共存。

3、多用戶共享

UWB室內(nèi)定位系統(tǒng)可以根據(jù)不同的用戶分配不同的隨機編碼，根據(jù)不同編碼進行脈沖位置調(diào)制。類似于無線通信中的多址通信方式。這樣在相關(guān)接收端，每個用戶只能從回波信號中提取按照自身編碼調(diào)制過的發(fā)射信號，其他標(biāo)識發(fā)射回波即使被天線接收也會自動濾除，因此標(biāo)識能夠同時使用同種定位設(shè)備，可以互不干擾地共享無線資源。

4、復(fù)雜環(huán)境工作

在室內(nèi)環(huán)境中，點此空間環(huán)境非常復(fù)雜，再加上墻壁等障礙物，接收設(shè)備接收到的標(biāo)識信號必然包含了各種干擾。試驗數(shù)據(jù)表明在復(fù)雜環(huán)境中多徑時延長為納秒級，當(dāng)前的相對窄帶無線電系統(tǒng)無法對如此小的時延進行分辨。UWB定位系統(tǒng)采用納秒級的離散窄脈沖進行探測，經(jīng)多徑反射的延時信號與直達信號在時間上可以分離，能夠很好地分離出干擾信號，提取出有用信息，具有強抗多徑衰落能力。

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審核編輯：湯梓紅