超宽带(UWB)定位（微课）

1、 超宽带（超宽带（UWB）定位）定位超宽带（超宽带（UWB）定位）定位3UWB技术简介技术简介2UWB定位系统视频演示定位系统视频演示1UWB定位技术概述定位技术概述什么是什么是UWB？n超宽带超宽带(Ultra Wideband, UWB)技术的历技术的历史可以追溯到上个世纪史可以追溯到上个世纪50年代，早期的超年代，早期的超宽带系统利用占用频带极宽的超短基带脉冲宽带系统利用占用频带极宽的超短基带脉冲进行通信，主要应用于军用的雷达，以及低进行通信，主要应用于军用的雷达，以及低截获率截获率/低侦测率的通信系统。低侦测率的通信系统。 UWB的简介的简介n2002年年4月，美国联邦通信委员会月，美

2、国联邦通信委员会(FCC)发布发布了民用了民用UWB设备使用频谱和功率的初步规定。设备使用频谱和功率的初步规定。规定中将相对带宽大于规定中将相对带宽大于0.2或在传输的任何时或在传输的任何时刻带宽大于刻带宽大于500MHz的通信系统称为的通信系统称为UWB系系统。统。nFCC对对UWB系统所使用的频谱范围规定为系统所使用的频谱范围规定为3.1-10.6GHz，发射机的有效各向同性发射功，发射机的有效各向同性发射功率不得高于率不得高于-41.3dBm/MHz。 UWB的简介的简介1.6 1.92.4Bluetooth,802.11bCordless PhonesMicrowave OvensGP

3、SPCS5802.11a-41 dBm/MHz“Part 15 Limit” UWB SpectrumFrequency (GHz)EmittedSignalPower10.63.1 UWB的简介的简介抗干扰性能强抗干扰性能强截获率截获率/侦测率低侦测率低传输速率高传输速率高带宽极宽带宽极宽发射功率小发射功率小消耗电能小消耗电能小UWB干扰问题超宽带系统应用中存在一个与现有其他无线通信系统的共存问题。由于超宽带系统使用很宽的频谱，因此与很多其他的无线通信系统频谱重叠。 UWB的简介的简介UWBIEEE802.11a蓝牙HomeRF速率（bps）=1G54M 1M1-2M功率（mW）=1=1距离

4、（m）10101050应用范围探测距离多媒体电脑和Internet网关家庭办公电脑电话及移动设备 UWB的简介的简介 UWB的简介的简介UWB可以做什么？可以做什么？（1）UWB雷达（探地地雷、反恐穿墙雷达） UWB的简介的简介（2）UWB生命探测雷达 UWB的简介的简介（3）军事通信单兵作战示意图战术通信网络 UWB的简介的简介 民用方面（1）地质勘探及生命探测 UWB的简介的简介（2）汽车防冲撞 UWB的简介的简介（3）家庭设备及便携设备之间的无线通信三星C27A750 无线显示器 UWB的简介的简介（4）精确定位 UWB的简介的简介FOCUS工业工业 / 自动化自动化实时追踪资产及库存-

5、改进流程- 提高搜索效率-减少资源浪费物流物流追踪条形码及叉车 -减少保险环节的核查- 仓库管理更加灵活运输运输运输工具追踪-提供交通工具到停车位的实时定位-水平精度-行程与调度-可与GPS相结合军事军事人员与设备的追踪- 城市作战训练- 仓库管理- 高级研发医疗保健医疗保健实时追踪病人，监护者，护理者- 过程分析与改进- 人力资源管理-病人安全保证/状态监控娱乐娱乐/体育体育演出或者训练- 细化演出分析- 回放比赛实况- 视频集成UWB定位系统视频演示定位系统视频演示定位系统如何工作？定位系统如何工作？主传感器从传感器标签UWB 脉冲脉冲UWB 脉冲脉冲标签发出一个UWB 脉冲信号， 并被传

6、感器接收。UWB 信号是一个7.2 G Hz 的脉冲序列。时间同步线传统的2.4 GHz RF 信道，指示标签发出脉冲信号，提供标签与传感器之间的双向通路。注意: 2.4 G信道是私有的，并且不会与标准的wifi起冲突。UWB定位技术概述定位技术概述UWB定位技术概述定位技术概述 Ubisense 22主传感器从传感器传感器计算出标签位置通过两种方式：-信号到达时间差(TDOA)- 到达的角度(AOA) ，包括方位角跟俯仰角。时间同步线标签a1a2t1t2UWB定位技术概述定位技术概述nTDOA 和 AOA 都会被使用到，以加强三维定位效果的健壮性。nAOA 矢量即来自各个传感器的绿线矢量即来自各个传感器的绿线nTDOA 曲线则以蓝色表示曲线则以蓝色表示n交叉位置即定位出的位置（红色圆点）n标签位置能被任意两个信息计算 出来，比如TDOA和一个AOA; 或者两个AOA。n实际应用中，更多的传感器能保证定位精度的可靠性与有效性; 这是一个鲁棒的解决方案。因此，标签最少只需两个