UWB定位算法及应用场景简述
毫无疑问,数字化是当今社会发展最主要的主题的之一,目前已有的千行百业都可以结合数字化升级重新做一遍,这就是产业升级。
而从数字化这个名字就可以听出,“数据”是数字化的核心,而众多的数据中,空间位置数据是一个最基本的维度,这是定位技术产业发展的基础逻辑。
技术介绍
UWB(Ultra Wideband)是一种无载波通信技术,利用纳秒至微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。
2002 年,美国FCC(美国联邦通信委员会)正式将 3.1 GHz- 10.6 GHz 频带作为室内通信用途对UWB 开放,标志着 UWB 开始用于民用无线通信。
在中国,2023年初,工信部无线电管理局发布了《超宽带(UWB)设备无线电管理规定(征求意见稿)》,根据新版《规定》,未来国内UWB技术的使用频段为:7235-8750MHz。
UWB有三大能力
1、通信
作为一种通信技术,UWB的特点有:传输数据大,可达几百Mbit/s、传输距离可达上百米,不过传输距离远了之后传输能力会大幅衰减、安全性能高,对一般通信系统而言,UWB 信号相当于白噪声信号,很难被其他设备所获取。
2、雷达
UWB作为雷达技术源具有的特点有:UWB具有较高的空间分辨能力、使其具有较强的目标识别能力等,可用于短距离雷达,车载活体检测等。
3、高精度定位
UWB作为一种高精度定位能力其特点有:精度高,定位精度可达厘米级,这是目前市场上以射频信号做定位源定位精度做高的几乎,其次还有容量大,相较于其他的无线定位技术,有更大的容量,时延低等特点。
UWB定位算法有三类
1、ToA(或ToF)
TOA 通过分别测量移动终端与三个或更多基站之间信号的传播时间来定位,它采用了圆周定位。
2、TDOA
TDOA 是基于到达时间差定位,系统中需要有精确时间同步功能。
时间同步有两种,一种是通过有线做时间同步,有线时间同步可以控制在 0.1ns 以内,同步精度非常高,但由于采用有线,所有设备要么采用中心网络的方式,要么采用级联的方式,但增加了网络维护的复杂度,也增加了施工的复杂度,成本升高。并且,系统中还有一个专用的有线时间同步器,综合价格比较昂贵。
3、AOA
AOA 定位一般是基于相位差的方式计算出到达角度,一般不单独使用,由于 AOA 涉及到角度分辨率的问题,若单纯 AoA 定位,若离基站越远,定位精度就越差。
市场介绍
目前,UWB定位技术正多点开花,我们将UWB定位市场分为了4大类:
第一类市场:IoT企业级应用。包括化工厂、发电厂、煤矿、公检法司、仓储物流等等。
第二类市场:IoT消费级应用。包括各种加入了UWB芯片的智能硬件,比如电视遥控器、宠物项圈、寻物Tag、智能机器人等。
第三类市场:汽车市场。典型的产品就是汽车数字钥匙等。
第四类市场:手机市场。就是手机里面加入UWB芯片。