什么是UWB？
[導讀]關注、星標公眾號，直達精彩內容來源：矽磊電子公眾號整理：李肖遙人類為了征服自然，從古至今運用了眾多的定位方法。從最早的觀察天空，到羅盤、指南針、紙質地圖，再到今天的衛(wèi)星定位，我們已經基本解決“我在哪”的問題。時至今日，人類對定位技術的要求已經從戶外導航逐步拓展到室內定位。然而，隨...
關注、星標公眾號，直達精彩內容來源：矽磊電子公眾號整理：李肖遙
人類為了征服自然，從古至今運用了眾多的定位方法。從最早的觀察天空，到羅盤、指南針、紙質地圖，再到今天的衛(wèi)星定位，我們已經基本解決“我在哪”的問題。時至今日，人類對定位技術的要求已經從戶外導航逐步拓展到室內定位。然而，隨著城市化建設的進程，室內空間越來越密集，室內結構越來越復雜。為了不在鋼筋水泥中迷路，室內定位技術應運而生。
最早的室內定位技術主要有RFID、藍牙、Wi-Fi、超聲波、紅外線等。但這些技術都擁有各自的局限性，藍牙和Wi-Fi技術定位精度不夠，紅外線技術穿透力差，超聲波技術易受干擾。相比之下，近期備受矚目的UWB技術，憑借更強的抗干擾性，更高的定位精度，成為了當下最具市場潛力的室內定位技術。
01UWB概述
超寬帶 (Ultra Wide Band，簡稱UWB)技術是一種無線載波通信技術，通過發(fā)送納秒級的非正弦波窄脈沖來傳輸數據，基于ToF技術計算無線電波返回設備的時間，進而測算設備間的距離，測距精度極高，可以達到厘米級。超寬帶系統與傳統的窄帶系統相比，具有收發(fā)時間短、抗多徑效果好、系統安全性高、整體功耗低等優(yōu)點。因此，UWB技術能夠應用于室內靜止或移動的人和物的快速高精度定位跟蹤與導航。UWB出現于1960年，通過Harmuth、Ross和Robbins等先行公司的研究， 70年代在雷達系統應用中獲得了重要的發(fā)展。為了研究UWB在民用領域使用的可行性，自1998年起，美國聯邦通信委員會(FCC) 就“超寬帶無線設備對原有窄帶無線通信系統的干擾及其相互共容”的問題開始廣泛征求業(yè)界意見。2002年，美國FCC正式將3.1GHz-10.6GHz頻帶作為室內通信用途的UWB開放，標志著UWB開始用于民用無線通信。隨后幾年，日本、新加坡和歐盟等的無線電管理部門都頒布了類似的法令。中國從2006年開始進行UWB頻譜規(guī)劃的準備工作。2008年，中國的UWB頻譜規(guī)劃正式發(fā)布，包括UWB信號的射頻指標、應用場所限制、設備核準等方面的內容。
02技術特點
UWB技術目前基于最新的IEEE 802.15.4a/z標準，該標準已針對微定位和安全通信進行了優(yōu)化。作為一項高精度定位技術，UWB可以將人和物精確定位在幾厘米之內，使其準確度比當前的低功耗藍牙（BLE）和Wi-Fi實現高近百倍，其卓越的高精度性能完美的符合室內定位應用的需求。1、 定位精度高。視距情況下，UWB定位精度可以達到10cm以內，遠高于其他無線定位技術。適合眾多的應用場景，比如AGV小車的管理、司法監(jiān)獄對人員的軌跡監(jiān)測、智能制造對原材料的實時監(jiān)控等。2、 穩(wěn)定性好。首先，UWB技術對各種類型的干擾（包括多徑）具有很高的抗擾性，其發(fā)射的脈沖波抗干擾能力強于連續(xù)的電磁波。其次，UWB工作頻段在3GHz-10GHz，相對于2.4G頻段的無線定位技術，外界的干擾信號更少。3、 安全性高。UWB利用IEEE定義的限界技術來提供一定程度的安全性，使其成為極其安全的格式。4、 低延遲。UWB的通信收發(fā)速度可高達每秒1000次，讀數比衛(wèi)星導航快50倍，可以應用于對任何物體的實時定位/跟蹤。5、 經濟實用。UWB芯片運用主流工藝技術，能夠針對低功耗的應用場景進行優(yōu)化。基于以上特性，UWB定位技術在消費類的應用也不斷發(fā)展，目前已有些廠商研發(fā)了諸如定位標簽、智能跟隨行李箱等消費級產品，而未來，如果說UWB定位技術能夠集成到手機里面，則將會刺激消費級應用的迅速爆發(fā)。
03發(fā)展前景
在物聯網行業(yè)，室內位置信息將是人或物最重要的信息屬性之一。UWB將以其特性助力智能家居應用場景的升級，隨著智能家居的生態(tài)成熟，UWB消費級應用市場規(guī)模巨大。據相關資料顯示，2022年中國UWB室內定位市場規(guī)模有望達到22.1億美元，占全球市場規(guī)模的18.0%，而中國企業(yè)級UWB室內定位市場將達到121.5億元，從2017年開始，年增長率達到85.6%。在商業(yè)層面，國內外的巨頭和創(chuàng)業(yè)企業(yè)為促進室內定位技術落地，做出大量嘗試，室內位置服務產業(yè)鏈初現雛形。在政府層面，中國國務院、科技部、工信部下發(fā)的多項指導政策中均提出要大力推動室內定位系統發(fā)展。比如國家的十三五規(guī)劃就制定了導航與位置服務，包括室內外無縫導航、室內外多模式協同定位、室內多維位置信息、位置智能感知、無人駕駛地圖服務等標準。行業(yè)巨頭和政府組織強力介入室內定位位置服務，會推動用戶對室內定位的快速認可，加速室內位置服務生態(tài)成熟和應用落地。由此可見，在未來幾年，中國乃至全球的室內定位服務應用會迎來快速增長。來源整理于網絡素材，版權歸原作者所有，如有侵權，請聯系刪除，謝謝。???????????????? ?END ?????????????????關注我的微信公眾號，回復“加群”按規(guī)則加入技術交流群。
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人類為了征服自然，從古至今運用了眾多的定位方法。從最早的觀察天空，到羅盤、指南針、紙質地圖，再到今天的衛(wèi)星定位，我們已經基本解決“我在哪”的問題。時至今日，人類對定位技術的要求已經從戶外導航逐步拓展到室內定位。然而，隨著城市化建設的進程，室內空間越來越密集，室內結構越來越復雜。為了不在鋼筋水泥中迷路，室內定位技術應運而生。
最早的室內定位技術主要有RFID、藍牙、Wi-Fi、超聲波、紅外線等。但這些技術都擁有各自的局限性，藍牙和Wi-Fi技術定位精度不夠，紅外線技術穿透力差，超聲波技術易受干擾。相比之下，近期備受矚目的UWB技術，憑借更強的抗干擾性，更高的定位精度，成為了當下最具市場潛力的室內定位技術。
01UWB概述
超寬帶 (Ultra Wide Band，簡稱UWB)技術是一種無線載波通信技術，通過發(fā)送納秒級的非正弦波窄脈沖來傳輸數據，基于ToF技術計算無線電波返回設備的時間，進而測算設備間的距離，測距精度極高，可以達到厘米級。超寬帶系統與傳統的窄帶系統相比，具有收發(fā)時間短、抗多徑效果好、系統安全性高、整體功耗低等優(yōu)點。因此，UWB技術能夠應用于室內靜止或移動的人和物的快速高精度定位跟蹤與導航。UWB出現于1960年，通過Harmuth、Ross和Robbins等先行公司的研究， 70年代在雷達系統應用中獲得了重要的發(fā)展。為了研究UWB在民用領域使用的可行性，自1998年起，美國聯邦通信委員會(FCC) 就“超寬帶無線設備對原有窄帶無線通信系統的干擾及其相互共容”的問題開始廣泛征求業(yè)界意見。2002年，美國FCC正式將3.1GHz-10.6GHz頻帶作為室內通信用途的UWB開放，標志著UWB開始用于民用無線通信。隨后幾年，日本、新加坡和歐盟等的無線電管理部門都頒布了類似的法令。中國從2006年開始進行UWB頻譜規(guī)劃的準備工作。2008年，中國的UWB頻譜規(guī)劃正式發(fā)布，包括UWB信號的射頻指標、應用場所限制、設備核準等方面的內容。
02技術特點
UWB技術目前基于最新的IEEE 802.15.4a/z標準，該標準已針對微定位和安全通信進行了優(yōu)化。作為一項高精度定位技術，UWB可以將人和物精確定位在幾厘米之內，使其準確度比當前的低功耗藍牙（BLE）和Wi-Fi實現高近百倍，其卓越的高精度性能完美的符合室內定位應用的需求。1、 定位精度高。視距情況下，UWB定位精度可以達到10cm以內，遠高于其他無線定位技術。適合眾多的應用場景，比如AGV小車的管理、司法監(jiān)獄對人員的軌跡監(jiān)測、智能制造對原材料的實時監(jiān)控等。2、 穩(wěn)定性好。首先，UWB技術對各種類型的干擾（包括多徑）具有很高的抗擾性，其發(fā)射的脈沖波抗干擾能力強于連續(xù)的電磁波。其次，UWB工作頻段在3GHz-10GHz，相對于2.4G頻段的無線定位技術，外界的干擾信號更少。3、 安全性高。UWB利用IEEE定義的限界技術來提供一定程度的安全性，使其成為極其安全的格式。4、 低延遲。UWB的通信收發(fā)速度可高達每秒1000次，讀數比衛(wèi)星導航快50倍，可以應用于對任何物體的實時定位/跟蹤。5、 經濟實用。UWB芯片運用主流工藝技術，能夠針對低功耗的應用場景進行優(yōu)化。基于以上特性，UWB定位技術在消費類的應用也不斷發(fā)展，目前已有些廠商研發(fā)了諸如定位標簽、智能跟隨行李箱等消費級產品，而未來，如果說UWB定位技術能夠集成到手機里面，則將會刺激消費級應用的迅速爆發(fā)。
03發(fā)展前景
在物聯網行業(yè)，室內位置信息將是人或物最重要的信息屬性之一。UWB將以其特性助力智能家居應用場景的升級，隨著智能家居的生態(tài)成熟，UWB消費級應用市場規(guī)模巨大。據相關資料顯示，2022年中國UWB室內定位市場規(guī)模有望達到22.1億美元，占全球市場規(guī)模的18.0%，而中國企業(yè)級UWB室內定位市場將達到121.5億元，從2017年開始，年增長率達到85.6%。在商業(yè)層面，國內外的巨頭和創(chuàng)業(yè)企業(yè)為促進室內定位技術落地，做出大量嘗試，室內位置服務產業(yè)鏈初現雛形。在政府層面，中國國務院、科技部、工信部下發(fā)的多項指導政策中均提出要大力推動室內定位系統發(fā)展。比如國家的十三五規(guī)劃就制定了導航與位置服務，包括室內外無縫導航、室內外多模式協同定位、室內多維位置信息、位置智能感知、無人駕駛地圖服務等標準。行業(yè)巨頭和政府組織強力介入室內定位位置服務，會推動用戶對室內定位的快速認可，加速室內位置服務生態(tài)成熟和應用落地。由此可見，在未來幾年，中國乃至全球的室內定位服務應用會迎來快速增長。來源整理于網絡素材，版權歸原作者所有，如有侵權，請聯系刪除，謝謝。???????????????? ?END ?????????????????關注我的微信公眾號，回復“加群”按規(guī)則加入技術交流群。
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