您现在所在的位置: UWB定位系统首页 >UWB技术>UWB定位>

UWB技术特点

从机制上来分析UWB与传统移动通信系统相比,工作原理完全不同,因此UWB具有如下其他通信系统无法比拟的特点:
 
(1)简单的系统结构:目前的运营商网络的无线通信技术所使用的通信载波是连续的电波,载波的频率和功率在一定范围内变化,从而利用不通的频率、不通的时域、不通的码流的变化来传输信息。而UWB采用的是脉冲原理,它通过发送纳秒级脉冲来传输数据信号。UWB发射器直接用脉冲小型激励天线,不需要传统收发器所需要的上变频元器件,也不需要功放与混频器,因此,UWB可以使用非常简单和廉价的天线发射器。在接收端,UWB的接收机也和其他制式的接收机不同,不需要中频处理,因此,UWB在基带和射频上结构的实现比较简单。

 
(2)高带宽数据传输:在美国的规范中,一般要求UWB网络的传输范围为10m以内,UWB传输距离和发射功率和UWB频段也是高度相关的,UWB的频谱很宽,所以根据经过修改的信道容量公式,其传输速率最高可达500Mbit/ s,因此在军事应用中,可以利用巨大的扩频增益来实现远距离、高保密性、低检测率、高安全性和高速数据加密传输。
 
(3)低功耗性:UWB系统使用不间断发射的脉冲信号来发送数据,脉冲持续时间在纳秒级别,一般在0. 20ns~1. 5ns 之间,所以总体上的UWB功耗非常低,因此UWB系统的耗电非常小,在高速通信时系统的耗电量仅为几百μW~几十mW。普通的UWB终端 设备发射功率一般是传统移动电话所需功率的1/ 100 左右,是蓝牙设备所需功率的1/10-1/20 左右。因此,待机时间和电磁辐射上,相对于我们所熟悉的无线设备有着很大的优越性。
 
(4)高安全性:作为通信系统的物理层的调制技术在设计上具有很强的安全性能,用于军用加密通信使用,后来转了民用。由于UWB信号一般把信号能量在极宽的频带范围内发射出去,对一般通信系统,UWB 信号特征很小,和普通的白噪声类似,并且大多数情况下,UWB 信号的功率谱密度低于自然的电子噪声,而且每次的发射时间非常短,所以调制和检测脉冲信号检测出来是一件非常困难的事。而且采用编码对脉冲参数进行伪随机化后,脉冲的检测的难度更大。
 
(5)多径分辨能力强:由于运营商网络的无线通信的射频信号主要为连续信号或其持续时间远大于多径传播时间,多径效应会导致码流的错误增加。由于超宽带无线电发射的是持续时间极短的单周期脉冲且占空比极低,多径信号在时间上是可分离的。实验对比显示,对移动通信的无线电的多径衰落达到10-20db的环境,对UWB的影响只是三分之一。

 
(6)精确定位:UWB发射的脉冲信号具有很高的定位精度,采用TDOA的定位算法,是根据脉冲时间来计算位置距离,通过多点测距来确定终端的相对位置, 其定位精度可达厘米级。而其他的基于蓝牙定位、WIFI定位、RFID定位等无线制式的定位工具都是基于RSSI算法,根据基站或者终端接收到的信号的强弱来计算距离,因为多径和无线电衰竭等无法克服的技术原因,导致定位精度在1-10m左右,大大超出了10cm的UWB定位精度。
 
(7)网络建设性价比高:在工程实现上,UWB比其它无线技术要简单得多,可全数字化实现。目前已经有多种能够进行精确室内定位的UWB芯片,UWB芯片的价格也比较便宜,有成熟的UWB产品和方案。