UWB定位算法及應(yīng)用場(chǎng)景簡(jiǎn)述
毫無(wú)疑問(wèn)，數(shù)字化是當(dāng)今社會(huì)發(fā)展最主要的主題的之一，目前已有的千行百業(yè)都可以結(jié)合數(shù)字化升級(jí)重新做一遍，這就是產(chǎn)業(yè)升級(jí)。
而從數(shù)字化這個(gè)名字就可以聽(tīng)出，“數(shù)據(jù)”是數(shù)字化的核心，而眾多的數(shù)據(jù)中，空間位置數(shù)據(jù)是一個(gè)最基本的維度，這是定位技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)邏輯。
技術(shù)介紹
UWB(Ultra Wideband)是一種無(wú)載波通信技術(shù)，利用納秒至微秒級(jí)的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)。
2002 年，美國(guó)FCC（美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)）正式將 3.1 GHz- 10.6 GHz 頻帶作為室內(nèi)通信用途對(duì)UWB 開(kāi)放，標(biāo)志著 UWB 開(kāi)始用于民用無(wú)線通信。
在中國(guó)，2023年初，工信部無(wú)線電管理局發(fā)布了《超寬帶（UWB）設(shè)備無(wú)線電管理規(guī)定（征求意見(jiàn)稿）》，根據(jù)新版《規(guī)定》，未來(lái)國(guó)內(nèi)UWB技術(shù)的使用頻段為：7235-8750MHz。
UWB有三大能力
1、通信
作為一種通信技術(shù)，UWB的特點(diǎn)有：傳輸數(shù)據(jù)大，可達(dá)幾百Mbit/s、傳輸距離可達(dá)上百米，不過(guò)傳輸距離遠(yuǎn)了之后傳輸能力會(huì)大幅衰減、安全性能高，對(duì)一般通信系統(tǒng)而言，UWB 信號(hào)相當(dāng)于白噪聲信號(hào)，很難被其他設(shè)備所獲取。
2、雷達(dá)
UWB作為雷達(dá)技術(shù)源具有的特點(diǎn)有：UWB具有較高的空間分辨能力、使其具有較強(qiáng)的目標(biāo)識(shí)別能力等，可用于短距離雷達(dá)，車(chē)載活體檢測(cè)等。
3、高精度定位
UWB作為一種高精度定位能力其特點(diǎn)有：精度高，定位精度可達(dá)厘米級(jí)，這是目前市場(chǎng)上以射頻信號(hào)做定位源定位精度做高的幾乎，其次還有容量大，相較于其他的無(wú)線定位技術(shù)，有更大的容量，時(shí)延低等特點(diǎn)。
UWB定位算法有三類(lèi)
1、ToA（或ToF）
TOA 通過(guò)分別測(cè)量移動(dòng)終端與三個(gè)或更多基站之間信號(hào)的傳播時(shí)間來(lái)定位，它采用了圓周定位。
2、TDOA
TDOA 是基于到達(dá)時(shí)間差定位，系統(tǒng)中需要有精確時(shí)間同步功能。
時(shí)間同步有兩種，一種是通過(guò)有線做時(shí)間同步，有線時(shí)間同步可以控制在 0.1ns 以?xún)?nèi)，同步精度非常高，但由于采用有線，所有設(shè)備要么采用中心網(wǎng)絡(luò)的方式，要么采用級(jí)聯(lián)的方式，但增加了網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的復(fù)雜度，也增加了施工的復(fù)雜度，成本升高。并且，系統(tǒng)中還有一個(gè)專(zhuān)用的有線時(shí)間同步器，綜合價(jià)格比較昂貴。
3、AOA
AOA 定位一般是基于相位差的方式計(jì)算出到達(dá)角度，一般不單獨(dú)使用，由于 AOA 涉及到角度分辨率的問(wèn)題，若單純 AoA 定位，若離基站越遠(yuǎn)，定位精度就越差。
市場(chǎng)介紹
目前，UWB定位技術(shù)正多點(diǎn)開(kāi)花，我們將UWB定位市場(chǎng)分為了4大類(lèi)：
第一類(lèi)市場(chǎng)：IoT企業(yè)級(jí)應(yīng)用。包括化工廠、發(fā)電廠、煤礦、公檢法司、倉(cāng)儲(chǔ)物流等等。
第二類(lèi)市場(chǎng)：IoT消費(fèi)級(jí)應(yīng)用。包括各種加入了UWB芯片的智能硬件，比如電視遙控器、寵物項(xiàng)圈、尋物Tag、智能機(jī)器人等。
第三類(lèi)市場(chǎng)：汽車(chē)市場(chǎng)。典型的產(chǎn)品就是汽車(chē)數(shù)字鑰匙等。
第四類(lèi)市場(chǎng)：手機(jī)市場(chǎng)。就是手機(jī)里面加入UWB芯片。
