超高精度UWB定位实现的通信原理(为什么uwb定位的精度高)

2023-08-09 10:49:06

 

超高精度UWB定位实现的通信原理

之前介绍过奔骝科技的蓝牙AOA定位原理,主要是利用射频蓝牙的相位特性,解算出到达角来定位,但是由于电磁波的波粒二象性,造成了在非视距传播和抗多径效应层面产生极大的噪声,因此定位精度一旦离开视距就急剧下降。

为了寻找更高精度的技术,UWB就被发现很适合做定位,而且不仅仅是定位,甚至有人断言,未来短距离通讯大部分都将是UWB。

UWB(Ultra Wideband)是一种无载波,利用纳秒至微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。

可能听起来还是很难理解,举个例子,扔一颗石头到水里,产生水波,不断向外扩散,随着时间和距离,水波越来越小,直至停止,当水面上有芦苇等水生植物,水波就绕过他,但是需要消耗能量,那么就很难传的更远;现在有一个原子弹爆炸,由于极高的温度,产生热辐射,核粒子由于带电之后形成向外不断辐射的能量,这个时候,在空气中传播能量很强,遇到障碍物时,由于巨大的能量,直接击穿,特别是对于电子设备,瞬间产生过载而是设备失效。

由于以上的特性,伴随着当今无线设备越来越多,同频干扰问题越来越严重,那么抗干扰能力强的技术一定是最优解。UWB正是这样的技术,他不仅抗干扰能力强,因为UWB的频谱范围很大,尽管是无线通讯,依然可以做到几百兆的传输速率。

当然还有很多其他技术细节,但是非通讯或电子专业的人就很难理解了,我们也就不展开了,再谈UWB的应用,短距离通讯,室内多径效应明显的地方的定位是他最擅长的领域,可以看到近两年的苹果手机已经开始集成UWB了。

但是技术有好的一面就有差的一面,UWB最大的缺点就是耗电块,没有办法做到蓝牙等射频技术的低功耗,还有另外一个就是他的价格昂贵,这也导致了现在即使有应用,但是没有办法大规模使用的原因。

回到UWB定位系统上,因为需要兼容多标签,也就是一对多的通讯,才能够实现超高精度的定位,就必须做到时间的同步,因为脉冲始终以光速在传播,那儿怕很小的时间误差,就会造成极大的距离误差,因此同步技术是考验UWB定位厂家的第一个门槛。

最开始,UWB接受终端采用同步线的方式,这种方式同步非常精准,但是成本非常高,实施起来也麻烦,很快就被淘汰了,后来有人利用网络校时,就是基站在网络中校准时间,但是受到网络延时等影响,不够精准,但是保证可以使用了,后面又推出了无线同步,采用主从基站同步方式,这种方式便宜并且效果还有,所以基本成为定位行业的标配了。

奔骝科技的超高精度产品线,就是采用UWB来进行定位的,为了节省成本,我们使用无线同步机制,并且取消了一切可以取消的元器件,而且做到了最大程度的国产化,因为我们这套超高精度定位系统依然可以做到宇宙最低价,甚至低于同行蓝牙AOA的价格。


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