了解UWB
UWB的起源可追溯到20世紀初，而“超寬帶（Ultra-Wideband）”這一術語則在1989年由美國政府提出，并在隨后的幾年里投入資金進行技術開發(fā)。最初，UWB僅限于軍事用途，直到21世紀初才開始商業(yè)化。近二十年后，隨著內(nèi)置UWB U1芯片的蘋果iPhone 11手機發(fā)布，UWB技術迎來大規(guī)模市場應用，如今它已嵌入智能手機、汽車和眾多物聯(lián)網(wǎng)設備中。
不同于其它技術，UWB專門設計用于實現(xiàn)精準、安全、實時的位置、距離和方向測量位移監(jiān)測、山體滑坡防災減災。正如其名，UWB采用極短的約2納秒脈沖，在寬達500MHz的信道帶寬上傳輸數(shù)據(jù)。工作在3.1-10.6GHz的頻率范圍內(nèi)，它能夠在遠距離內(nèi)以厘米級精度追蹤目標。UWB通過飛行時間（ToF）計算距離，來獲得如此級別的精度；其中ToF是指UWB脈沖在兩個設備（如錨點和標簽）間往返所需的時間。
相較于幅度或頻率調(diào)制載波信號，脈沖信號的采用讓UWB系統(tǒng)能夠更快地初始化鏈路并以較少的重復次數(shù)發(fā)送數(shù)據(jù)。如圖2所示，左側(cè)的UWB信號比右側(cè)窄帶信號具有顯著更快的上升和下降時間，從而能夠精確測量信號的到達時間，增強了對多徑效應和其它無線電干擾的抗干擾能力。通過在寬頻帶上分散能量，并以-41.3dBm的極低功率水平進行傳輸，UWB對于像低功耗藍牙這樣的窄帶無線電信號而言，就如同寬帶噪聲。
UWB可以采用多種不同的拓撲結(jié)構來實現(xiàn)，包括雙向測距（TWR）、到達時間差（TDoA）和到達相位差（PDoA），從而在功耗、部署規(guī)模和成本方面帶來靈活性與權衡。因此，測距可以在兩臺設備之間、多臺（數(shù)千臺）設備之間，或者在沒有任何固定錨點基礎設施的情況下進行。
UWB信號傳輸極為安全，任何試圖攔截和放大信號（如中繼攻擊）的行為都難以成功；使得UWB在信號空間中具有低檢測概率、難以截獲以及抗干擾的信號特性，讓它成為下圖中眾多位置服務應用的理想選擇。
人們越來越認識到，UWB技術作為一種多功能解決方案，價值不僅僅局限于測距，還具備固有的雷達功能——其可用作短距雷達系統(tǒng)，用于存在檢測、手勢識別甚至生命體征監(jiān)測。這是通過在一個或多個接收天線上同時發(fā)射UWB雷達幀并接收信道脈沖響應（CIR）來實現(xiàn)的；隨后，雷達算法通過分析CIR來感知數(shù)米外的運動、存在或手勢。
