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UWB(Ultra Wide Band)超宽带技术是一种使用1GHz以上频率带宽的无线载波通信技术,它不采用传统通信体制中的正弦载波,而是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据,因此其所占的频谱范围很大,尽管使用无线通信,但其数据传输速率可以达到几百兆比特每秒以上。
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UWB技术具有系统复杂度低,发射信号功率谱密度低,对信道衰落不敏感,截获能力低,定位精度高,穿透能力强等优点,尤其适用于室内等密集多径场所的高速无线接入。UWB并非是一项新技术,它最早应用于军用雷达和通信应用中,名称为“脉冲无线电”,自2002年起,美国联邦通信委员会(FCC)授权其未经许可使用,为其划分了3.1~10.6GHz频段,占用500MHz以上的带宽。, ?3 Y5 ^9 ?0 [3 f6 Y, A. I
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与GNSS、Wi-Fi和低功耗蓝牙三项技术相比,UWB技术的优势如下:
/ Y2 \$ R/ t' c1.首先,传统的全球导航卫星系统(Global navigation Satellite System,GNSS),可以提供卫星定位服务,但由于卫星信号会被建筑物遮挡,因此不能实现室内定位。
) S3 M* T1 W4 I% @% M, n2.Wi-Fi和蓝牙通常是通过接收信号强度的指标 (RSSI) 来确定位置,仅显示“弱”或“强”接收信号的粗略类别,定位精度最高能够达到米级。
' s1 y! @1 C/ ~3.UWB定位有三种技术,分别是TOF(Time of flight)时差法、TDOA(Time Difference of Arrival)到达时差和PDOA(Phase Difference Of Arrival)到达角相位差。虽然这仅适用于较短的范围,但可以以小于 50 厘米的精度(在最佳条件和部署下)和极低的延迟来确定信号源的位置。8 n: o/ J: R7 C
定位技术 | UWB超宽带 | BLE蓝牙低功耗 | Wi-Fi | 频率范围 | 3.1GHz-10.6GHz | 2.4GHz | 2.4GHz, 5GHz | 传输速度 | 最高可达500 Mbps | 最高可达2 Mbps | 最高可达1 GBps | 延迟 | <1毫秒 | 3-5秒 | 3-5秒 | 传输距离 | 最佳0-50米,高达200米 | 最佳0-25米,高达100米 | 最佳0-50米,高达100米 | 定位精度 | <50厘米 | 蓝牙RSSI:5-10米; k+ q6 @! N+ b1 s. U0 z
蓝牙AoA: 0.5-1米 | <10米 | 安全性 | 较高 | 高 | 高 | 穿透性 | 强 | 弱 | 强 | 抗干扰 | 强 | 弱 | 强 | 功耗 | 中 | 较低 | 高 | 成本 | 高 | 低 | 高 | + F5 {5 {5 e% n5 ?
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