UWB是什么?
超寬帶技術(shù)是一種全新的、與傳統(tǒng)通信技術(shù)有極大差異的通信新技術(shù)。它不需要使用傳統(tǒng)通信體制中的載波,而是通過(guò)發(fā)送和接收具有納秒或納秒級(jí)以下的極窄脈沖來(lái)傳輸數(shù)據(jù),從而具有GHz量級(jí)的帶寬。UWB與傳統(tǒng)的窄帶系統(tǒng)相比有什么區(qū)別?
超寬帶系統(tǒng)與傳統(tǒng)的窄帶系統(tǒng)相比,具有穿透力強(qiáng)、功耗低、抗多徑效果好、安全性高、系統(tǒng)復(fù)雜度低、能提供精確定位精度等優(yōu)點(diǎn)。因此,超寬帶技術(shù)可以應(yīng)用于室內(nèi)靜止或者移動(dòng)物體以及人的定位跟蹤與導(dǎo)航,且能提供精確的定位精度。UWB的測(cè)距原理
雙向飛行時(shí)間法(TW-TOF,two way-time of flight)每個(gè)模塊從啟動(dòng)開(kāi)始即會(huì)生成一條獨(dú)立的時(shí)間戳 。模塊A的發(fā)射機(jī)在其時(shí)間戳上的Ta1發(fā)射請(qǐng)求性質(zhì)的脈沖信號(hào),模塊B在Tb2時(shí)刻發(fā)射一個(gè)響應(yīng)性質(zhì)的信號(hào),被模塊A在自己的時(shí)間戳Ta2時(shí)刻接收。有次可以計(jì)算出脈沖信號(hào)在兩個(gè)模塊之間的飛行時(shí)間,從而確定飛行距離S=Cx[(Ta2-Ta1)-(Tb2-Tb1)](C為光速)。TOF測(cè)距方法屬于雙向測(cè)距技術(shù),它主要利用信號(hào)在兩個(gè)異步收發(fā)機(jī)(Transceiver)之間飛行時(shí)間來(lái)測(cè)量節(jié)點(diǎn)間的距離。因?yàn)樵谝暰嘁暰€環(huán)境下,基于TOF測(cè)距方法是隨距離呈線性關(guān)系,所以結(jié)果會(huì)更加精準(zhǔn)。我們將發(fā)送端發(fā)出的數(shù)據(jù)包和接收回應(yīng)的時(shí)間間記為T(mén)OT,接收端收到數(shù)據(jù)包和發(fā)出回應(yīng)的時(shí)間間隔記為T(mén)AT,那么數(shù)據(jù)包在空中單向飛行的時(shí)間TOF可以計(jì)算為:TOT-T
然后根據(jù)TTOF與電磁波傳播速度的成績(jī)便可計(jì)算出兩點(diǎn)間的距離D=CxTTOFTOF測(cè)距方法和兩個(gè)關(guān)鍵側(cè)約束:1、發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備必須始終同步2、接收設(shè)備提供信號(hào)的傳輸時(shí)間的長(zhǎng)短為了實(shí)現(xiàn)始終同步,TOF測(cè)距方法采用了始終偏移量啦解決始終同步問(wèn)題,單由于TOF測(cè)距方法的時(shí)間以來(lái)與本地的遠(yuǎn)程幾點(diǎn),側(cè)距精度容易受兩端節(jié)點(diǎn)中的始終偏移量的影響。為了減少此類錯(cuò)誤的影響,這里采用反向測(cè)量方法,即遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)包,本地節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)包,并自動(dòng)響應(yīng)。通過(guò)平均正向和反向多次測(cè)量的平均值,減少對(duì)任何始終偏移量的影響,從而減少測(cè)距誤差。
UWB的定位原理
知道了UWB的測(cè)距原理,再來(lái)了解UWB的室內(nèi)定位原理就很容易了。UWB的室內(nèi)定位功能和衛(wèi)星原理很相似,就是通過(guò)室內(nèi)布置4個(gè)已知坐標(biāo)的定位基站,需要定位的人員胡總惡化時(shí)設(shè)備攜帶定位標(biāo)簽,標(biāo)簽按照一定的頻率發(fā)傻脈沖,不斷和4個(gè)已知位置的基站進(jìn)行測(cè)距,通過(guò)一定的精確算法定出標(biāo)簽的位置!遮擋主要指室內(nèi)定位UWB基站和定位標(biāo)簽之間存在障礙物,阻礙了信號(hào)直接被互相接收,從而影響定位。