博鱼体育一文读懂UWB超宽带技术

阿里云"88帮帮节":商业计划书、传播文案、智能记账工具免费领

目前已经大规模使用UWB超宽带技术的消费电子品牌并不多,大家最熟悉的一个品牌是苹果。搭载苹果U1超宽带芯片的iPhone手机之间可以实现快速的文件共享功能,手机靠近内置超宽带芯片的HomePod mini智能音箱即可播放音乐、获得个性化聆听建议;与内置超宽带芯片的AirTag绑定后,iPhone便具备了室内精准定位、追踪物品的能力。

那么到底什么是UWB超宽带技术、UWB技术的应用场景还有哪些,以及UWB技术的市场有多大,今天我爱音频网就来跟大家详细聊聊。

一、什么是UWB技术?

UWB(Ultra Wide Band)超宽带技术是一种使用1GHz以上频率带宽的无线载波通信技术,它不采用传统通信体制中的正弦载波,而是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据,因此其所占的频谱范围很大,尽管使用无线通信,博鱼体育,但其数据传输速率可以达到几百兆比特每秒以上。

图源:Qorvo半导体

UWB技术具有系统复杂度低,发射信号功率谱密度低,对信道衰落不敏感,截获能力低,定位精度高,穿透能力强等优点,尤其适用于室内等密集多径场所的高速无线接入。

UWB并非是一项新技术,它最早应用于军用雷达和通信应用中,名称为“脉冲无线电”,自2002年起,美国联邦通信委员会(FCC)授权其未经许可使用,为其划分了3.1~10.6GHz频段,占用500MHz以上的带宽。

与大家熟知的、可以提供定位服务的GNSS、Wi-Fi和低功耗蓝牙三项技术相比,UWB技术的优势如下:

首先,传统的全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS),可以提供卫星定位服务,但由于卫星信号会被建筑物遮挡,因此不能实现室内定位。

Wi-Fi和蓝牙通常是通过接收信号强度的指标 (RSSI) 来确定位置,仅显示“弱”或“强”接收信号的粗略类别,定位精度最高能够达到米级。

UWB定位有三种技术,分别是TOF(Time of flight)时差法、TDOA(Time Difference of Arrival)到达时差和PDOA(Phase Difference Of Arrival)到达角相位差。虽然这仅适用于较短的范围,但可以以小于 50 厘米的精度(在最佳条件和部署下)和极低的延迟来确定信号源的位置。

通过这张图大家可以更直观地了解到UWB技术与Wi-Fi、蓝牙技术的不同点。简言之,UWB技术的优势在于:

1、定位精度高:带宽很宽,多径分辨能力强,抗干扰,对于距离的分辨能力高于Wi-Fi和蓝牙。

2、实时定位速度快:UWB的超宽带脉冲信号的带宽在纳秒级,可以实现实时的室内定位,延迟低,可以即刻感知追踪物体的运动状况。

3、高可靠性和安全性:UWB的发射功率低、信号带宽宽,能够很好地隐蔽在其它类型信号和环境噪声之中,传统的接收机无法识别和接收,必须采用与发射端一致的扩频码脉冲序列才能进行解调。

当然,UWB、Wi-Fi和蓝牙这三项技术并不是孤立存在的,完全可以同时使用,优势互补,能够给智能手机这样的终端产品带来多种需求的定位和数据传输服务,对于相关的天线和射频设计有较高要求。

二、UWB技术有标准组织吗?

每项无线传输技术通常有一个标准组织负责相关标准的制定和技术认证等,比如蓝牙技术联盟、 Wi-Fi联盟、国际电信联盟等等,在UWB技术领域,目前主要有FIRA联盟和UWBA超宽带联盟两大组织,均成立于2019年。

FiRa联盟致力于开发和广泛采用可协同操作的超宽带 (UWB) 技术所带来的安全精细测距和定位功能,为用户提供无缝的使用体验。

FiRa联盟的成员主要开发基于 IEEE 802.15.4 标准的UWB安全精细测距技术的产品,跨各种垂直业务领域开发 UWB 技术的应用场景。FiRa联盟与其他行业组织密切合作,例如 IEEE、Wi-Fi 联盟、汽车连接联盟 (CCC) 等,注重在可用的 6-9 GHz 频段中运行的 UWB 用例。

在线咨询

关闭