UWB的应用领域

2019-06-06 16:37:11 艾森

  UWB 的应用领域十分广泛,总结起来有 3 个方 面:雷达成像系统(包括穿地雷达、墙中成像雷达、穿 墙成像雷达、医学成像系统、监视系统等)、高速无线通信系统、精确测量定位系统(包括车载雷达、精密 测量和传感定位系统)。而基于精确测距的定位系统是一个非常重要的应用方向。

  在各种RTLS实时定位系统中,基于超宽带(UWB)技术实现的定位系统,具有功耗低、抗多径效果好、安全性高、穿透能力强、定位精度高等特点,正逐渐成为未来无线定位技术的热点,具有十分广阔的应用前景。

  基于UWB定位主要是通过到达时间(Time of Arrival,TOA)或者到达时间差(Time Difference of Arrival,TDOA)来实现的。由于时间脉冲持续的时间很短(大约10~100ps),大大降低了发射信号所需的功率,所以UWB的发射功率很小,同时这一性能也决定了其具有精确定位的功能。UWB定位在一定程度上代表着当前室内或者局部区域范围三维定位的一个趋势,因此目前国内外针对UWB定位估计、减小NLOS误差及求精的算法研究很多。

  目前在反恐、应急、救援等应用中,室内定位是一个关注的热点。室内无法利用 GPS、北斗等卫星定位系统,需要采用新的技术实现室内定位。UWB 凭 借其准确的定位优势,采用协作模式与 GPS 等室外 定位系统结合,实现全方位立体化的定位。美国军 方就在研究 UWB定位系统,以部分已知坐标节点为参考,通过协作定位算法获得室内节点位置 的经纬度坐标。

  中国随着“863”研究计划进展及 UWB 频率规划发布,UWB 技术作为新一代宽带无线移动通信网 的一部分,正在与产业结合,涉及符合中国 UWB 频率规划要求的 DC-OFDM-UWB(双载波 OFDM- UWB)及利用 M 元双正交键控调制(MBOK: M- ary Bi- Orthogonal Key)的单载波 UWB(SC- UWB) 等标准化研究与芯片开发研制工作也在积极进行 中。2009年国家科技重大专项明确支持 DS- UWB 和 MB- OFDM- UWB 芯片的研发和相关规范的制定。