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    相信很多人都没有听过UWB室内定位,更谈不上对它的了解。其实UWB室内定位就是超宽带的意思,它是一种通信的技术,是目前新研发出的最新技术。下面我们一起详细了解下UWB室内定位的知识。


    超宽带:英文翻译(Ultra Wideband, UWB)技术的历史可以追溯到上个世纪50年代


    超宽带技术是一种全新的、与传统通信技术有极大差异的通信新技术。它不需要使用传统通信体制中的载波,而是通过发送和接收具有纳秒或纳秒级以下的极窄脉冲来传输数据,从而具有GHz量级的带宽。


    超宽带系统与传统的窄带系统相比,具有穿透力强、功耗低、抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低、能提供精确定位精度等优点。因此,超宽带技术可以应用于室内静止或者移动物体以及人的定位跟踪与导航,且能提供十分精确的定位精度。


    2002年4月,美国联邦通信委员会(FCC)发布了民用UWB设备使用频谱和功率的初步规定。规定中将相对带宽大于0.2或在传输的任何时刻带宽大于500MHz的通信系统称为UWB系统。


    FCC对UWB系统所使用的频谱范围规定为3.1-10.6GHz,发射机的有效各向同性发射功率不得高于-41.3dBm/MHz.


    超宽带无线电中的信息载体为脉冲无线电(IR,Impulse Radio)。脉冲无线电是指采用冲激脉冲(超短脉冲)作为信息载体的无线电技术。这种技术的特点是,通过对非常窄(往往小于1ns)的脉冲信号进行调制,以获得非常宽的带宽来传输数据。


    UWB技术原理:


    1、说道UWB定位原理必须先从UWB的测距原理说起


    双向飞行时间法(TW-TOF,two way-time of flight )每个模块从启动开始即会


    生成一条独立的时间戳。模块A的发射机在其时间戳上的Ta1发射请求性质的脉冲信号,模块B接收机在其时间戳上的Tb1接收到该信号。对信号加以一定的处理手段后,模块B在Tb2时刻发射一个响应性质的信号,被模块A在自己的时间戳Ta2时刻接收。由此可以计算出脉冲信号在两个模块之间的飞行时间,从而确定飞行距离。


    2、再来接着更详细的把测距原理说清楚


    TOF测距方法属于双向测距技术,它主要利用信号在两个异步收发机(Transceiver)之间往返的飞行时间来测量节点间的距离。因为在视距视线环境下,基于TOF测距方法是随距离呈线性关系,所以结果会更加精准。


    我们将发送端发出数据包和接收回应的时间间隔记为TTOT,接收端收到数据包和发出回应的时间间隔记为TTAT.那么数据包在空中的单向飞行时间TTOF可以计算为:


    3、然后根据TTOF与电磁波传播速度的乘积便可算出两点间距离。d = c × TTOF


    TOF 测距方法有两个关键的约束:


    1、发送设备和接收设备必须始终同步;


    2、接收设备提供信号的传输时间的长短。为了实现时钟同步,TOF 测距方法采用了时钟偏移量来解决时钟同步问题。但由于TOF测距方法的时间依赖于本地和远程节点,测距精度容易受两端节点中时钟偏移量的影响。为了减少此类错误的影响,这里采用反向测量方法,即远程节点发送数据包,本地节点接收数据包,并自动响应,通过平均在正向和反向多次测量的平均值,减少对任何时钟偏移量的影响,从而减少测距误差。


    以上是UWB室内定位的相关知识,通过以上介绍,相信大家对于UWB室内定位有了基本的认识,同时也可以看到我国技术的强大。


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