姓名：罗雅婷
学号：20021210681
转自：https://blog.csdn.net/iotthings/article/details/
【嵌牛导读】UWB即无线载波通信技术，是无线电领域的一次革命性进展。本文介绍了该技术的最基本工作原理、特点、基于UWB的定位以及算法UWB芯片及主要参数，通过本文，希望读者能对UWB技术有一个初步的了解。
【嵌牛鼻子】UWB
【嵌牛正文】
一、UWB最基本工作原理
UWB是一种无线载波通信技术，它不采用正弦载波，而是利用纳秒至微微秒级窄脉冲传输数据。UWB技术最基本的工作原理是发送和接受脉冲间隔严格受控的高斯单周期超短时脉冲，超短时单周期脉冲决定了信号的带宽很宽，接受机直接用一级前端交叉相关器就把脉冲序列转换成基带信号，省去了传统通信设备中的中频级，极大地降低了设备的复杂性。
二、UWB的技术特点
1.系统结构的实现比较简单：当前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，从而利用载波的状态变化来传输信息。而UWB则不使用载波，它通过发送纳秒级脉冲来传输数据信号。
2.高速的数据传输：UWB以非常宽的频率带宽来换取高速的数据传输，并且不单独占用现在已经拥挤不堪的频率资源，而是共享其他无线技术使用的频带。
3.功耗低：WB系统使用间歇的脉冲来发送数据，脉冲持续时间很短，一般在0.20ns～1.5ns之间，有很低的占空因数，系统耗电可以做到很低，在高速通信时系统的耗电量仅为几百μW～几十mW。民用的UWB设备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1/20左右。军用的UWB电台耗电也很低。
4.安全性高：作为通信系统的物理层技术具有天然的安全性能。
5.多径分辨能力强：由于常规无线通信的射频信号大多为连续信号或其持续时间远大于多径传播时间，多径传播效应限制了通信质量和数据传输速率。
6.定位精确：冲激脉冲具有很高的定位精度，采用超宽带无线电通信，很容易将定位与通信合一，而常规无线电难以做到这一点。
7.工程简单造价便宜：在工程实现上，UWB比其它无线技术要简单的多，可全数字化实现。
三、UWB的定位算法
UWB定位的核心原理是ToA(Time of Arrival)，就是已知信号传输速度情况下，通过传输时间得到距离，ToA又可细化为PDoA,TDoA，TWR，其主要原理及优劣势如下图1-3所示：
图1 PDoA
图1 TDoA
图3 TWR四、UWB芯片及主要参数
目前我能够查到推出UWB芯片的公司及其芯片分别为:
Decawave -/- DW1000
NXP -/- NCJ29D5FS
SparkMicro -/- SR1000
Alereon -/- AL5x00
BeSpoon - /- MOD1(模组)
具体的芯片手册大家可以在官网进行下载，Decawave的DW1000市场占有率最高，我们以DW1000的参数为参考，了解UWB技术的关键参数情况，进而了解其于BLE/WiFi的区别
图4 DW1000参数可以看出，UWB在RF灵敏度方面会更好，但是在绝对功耗方面会更大；为了给大家更加直观的TX和RX适合UWB的功耗及时间开销，DW1000里面有如下两张图：
图5 
图6 虽然UWB的绝对工作电流更大，但是由于高效的信息传输，UWB携带信息的平均能耗还是很有优势，具体于WiFi/BLE/ZIGBEE的对比如下图；
图7
同时，由于UWB信号的能效高，使得其可以以更低的发射功率工作，一般UWB的工作距离可达百米级。
网友评论