UWB到底是什么技术?
1)抗多径能力强,定位精度高:带宽决定了信号在多径环境下的距离分辨能力(成正比关系)。UWB的带宽很宽,多径分辨能力强,能够分辨并剔除大部分多径干扰信号的影响,得到精度很高的定位结果。UWB可以在距离分辨能力上高于其他传统系统,复杂环境下其精度甚至可以达到Wi-Fi、蓝牙等传统系统的百倍以上。 2)时间戳精度高:超宽带脉冲信号的带宽在纳秒级,由定时来计算位置时,引入的误差通常小于几厘米。 3)电磁兼容性强:UWB 的发射功率低,信号带宽宽,能够很好地隐蔽在其它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,所以不会对其他通信业务造成干扰,同时也能够避免其他通信设备对其造成干扰。 4)能效较高:UWB具有500MHz以上的射频带宽,能够提供极大的扩频增益,使得UWB通信系统能效较高。这意味着对于电池供电设备,系统的工作时间可以大大延长,或是同样发射功率限制下,覆盖范围比传统技术大得多。通常在短距离应用中,UWB发射机的发射功率普遍低于1mW;在长距离应用中,不需要额外的功率放大器即可达到200米的距离,同时实现6.8Mbps的空中速率。 基于上述技术优势,采用UWB能够构成高精度的室内定位系统。 UWB和其它定位技术的对比 目前,常用的UWB测距方法有三种,分别是:(1)TOF(Time of flight):通过测量UWB信号在基站与标签之间飞行的时间来实现测距。(2)TDOA(Time Difference of Arrival):利用UWB信号由标签到达各个基站的时间差来进行定位。(3)PDOA(Phase Difference Of Arrival):利用到达角相位来测量基站与标签之间方位关系。 限于篇幅,我们将在后续详细介绍UWB的算法原理。 UWB的产业发展 在2002年以前,UWB被广泛用于军事方面的用途。2002年,FCC(美国联邦通信委员会)对UWB做了如前文所说的功率上的严格限制,才将UWB技术解禁,准许进入民用领域。 此后,UWB技术进入了高速发展期,各种技术方案围绕着UWB国际标准的制定也展开了激烈的竞争。 2007年,IEEE在802.15.4a标准中对UWB技术进行了标准化。经过近十年的发展,UWB的标准也在不断完善。 说到UWB的产业链,就不得不提到Decawave公司。 Decawave是目前已知唯一支持IEEE 802.15.4的UWB定位芯片厂商。他们提供低成本的芯片出售,零售价格在几美元。芯片型号是DW1000,符合IEEE 802.15.4-2011 UWB标准协议(在理想条件下,最大可测量范围为300m)。 DW1000芯片 去年,在苹果公司的产品发布会后,基于Decawave芯片DW1000的定位厂商INTRANAV连发两条推特,声称其套件支持与iPhone11的互操作,Decawave也转发了该推特。这说明,苹果U1有极大的可能支持IEEE 802.15.4。 其它从事UWB技术研究的国际厂商还包括Ubisense、BeSpoon。 这些厂商使用了自己的UWB解决方案,通常以模组套件的形式推出,但均不支持IEEE 802.15.4。 要实现更好的空间感知,需要应用生态的支持。为了构建整个应用生态,不同厂家设备性需要实现互操作、互兼容。可以预见,未来所有厂家设备都将可能支持IEEE 802.15.4标准。 本次小米支持UWB,尚不确认具体的产业链合作伙伴是哪些。国内目前宣称在做UWB的企业,包括精位科技、联睿电子、纽瑞芯、浩云科技等。 值得一提的是,国内还有大量的中小型创业团队在从事UWB解决方案的开发,主要针对的就是室内高精度定位和智能家居、智能园区、智能厂房等场景。 结 语 目前,除了苹果和小米之外,三星也非常看好UWB技术,认为其将成为下一代可以改变游戏规则的无线通信技术之一。 这些一线厂商的力挺,相信将会对UWB技术有全面的推动作用。UWB的规模化商用进程,有望进一步加快。UWB上下游产业链的成熟速度,也会加快。 众所周知,我们正在加速走向万物互联时代。虽然5G是现在的热门,但5G并不能通吃所有的物联场景。以Wi-Fi 6、蓝牙、UWB为代表的短距离通信技术,仍然有很大的发展空间和市场机会。这些技术可以根据自身的特点,与细分物联网场景紧密结合,给用户提供更好的服务体验。 UWB能否不负众望,全面爆发?让我们拭目以待! (编辑:应用网_阳江站长网) 【声明】本站内容均来自网络,其相关言论仅代表作者个人观点,不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利,请及时与联系站长删除相关内容! |