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2018UWB定位技术优劣势解析

UWB定位算法:

目前无线定位技术是指,即定位算法目前最常用的用来判定移动用户位置的测量方法和计算方法主要有:时差定位技术、信号到达角度测量( AON)技术、到达时间定位(TOA)和到达时间差定位(TDON)等。其中,TDO1技术是目前最为流行的一种方案,除了用于CSM 系统,在其他诸如AMPS CDMA 系统中也广泛应用,UJWB 定位采用的也是这种技术。目前UWB 定位系统也可以提供3D 定位功能,此定位系统采用TDOA NOA 两种定位算法,已达到3D) 定位的效果。


系统构成:

接下来以UJWB 精确定位系统为例介绍:

Ubisense UJWB 精确定位系统包含三个组成部分: 传感器sensor、有源定位标签tag 和定位平台iTocateTRM,在该系统中,定位标签tag利用uwb 脉冲信号发射出位置信息给传感器sensor,传感器接受到信号后采用TDOA \OA 定位算法对标签位置进行分析,最终通过有线以太网传输到iTocate 服务器。iTocateT-MJWB 定位单元可以实现无缝蜂窝连接,将定位空间无限扩展,定位标签可以在各个单元自由行走,通过定位平台软件分析,将定位目标真实地以虚拟动态三维效果显示出来。该系统在传统的应用环境中稳定达到15cm 3D 定位精度。


UWB定位技术的优劣势

优势:

1.传输速率高

理论上,一个宽度趋于0的脉冲具有无限的带宽,因此,UWB即使把发送信号功率谱密度控制得很低,仍可实现高达100Mbits-500Mbits的传输速率。在民用方面,UWB脉冲宽度一般为纳秒级。如果一个脉冲代表一个数位,那么,理论上UWB可达1 Gbits的速率,这样在实际中实现100Mbits以上的速率是完全可能的。


2.范围覆盖广

UWB属于中短距离范围内的通讯技术,非常适合构建室内环境的实时定位系统。根据最近的发展,目前的单个传感器定位单元的覆盖面积达到400平方米,传感器网络的信号发射节点跟信号接收节点之间的最大距离达到60米。可以实现多个定位单元(CelD)联合工作,按需扩大覆盖面积。


3.实时性好

相对于其他定位技术,UWB定位一个很大的优势就是它具有较好的实时性。下面的表格给出了目前无线定位领域各种定位技术的实时响应频率。


4.穿透力强

uwb信号具有非常强的穿透力。uwb信号能穿透树叶、土地、混凝土、水体等介质,因此军事上uwb雷达可用来探测地雷,民用上可以查找地下金属管道探测高速公路地基等。


5.传输能力强

民用商品中,一般要求UWB3信号的传输范围为10m以内,再根据经过修改的信道容量公式,其传输速率可达500Mhit/s,是实现个人通信和无线局域网的一种理想调制技术,uwb以非常宽的频率带宽来换取高速的数据传输,并且不单独占用现在已经拥挤不堪的频率资源,而是共享其他无线技术使用的频带,在军事应用中,可以利用巨大的扩频增益来实现远距离低截获率、低检测率、高安全性和高速的数据传输。


6.发射功率小

uwb系统使用间歇的脉冲来发送数据,脉冲持续时间很短,一般在0.20ms~l.5ns之间,有很低的占空因数,系统耗电可以做到很低。


劣势:

1.UWB通信存在不足

主要问题是UWB系统占用的带宽很高,UWB系统可能会干扰现有其他无线通信系统,因此。UWB系统的频率许可问题一直在争论之中;另外,还有学者认为,尽管UWB系统发射的平均功率很低,但是,由于其脉冲持续时间很短,瞬时功率峰值可能会很大,这甚至会影响到民航等许多系统的正常工作。尽管如此,学术界的种种争论并不影响UWB的开发和应用。


2.施工复杂,成本高昂

受环境影响,UWB定位技术施工较为复杂,怕遮挡,成本高昂,一般企业很难支付。











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