用于室内定位的超寬帶（UWB）

本文綜述了室内位置跟蹤技術背景下的超寬帶（簡稱UWB）技術。盡管超寬帶（Ultra Wideband）曾經被認為是個人區域網絡的潛在适用技術，也是WiFi的早期競争對手，但UWB已經轉變為室内定位的一種高精度、價格合理、低能耗的解決方案。

盡管有許多适用于室内定位應用的技術，但是UWB的低頻和高帶寬意味着它可以穿過牆壁和其他障礙物，并且可以與其他無線電信号和諧地存在，例如那些來自蜂窩電話的信号。綜上所述，這使得UWB非常适合在多房間環境中或在其中射頻幹擾成為主要問題的醫院之類的室内應用。

什麼是超寬帶（UWB）？

簡而言之，超寬帶是頻率大于500 MHz的無線電信号。在美國，FCC已準許在3.1 GHz至10.6 GHz之間的範圍内用于商業用途的UWB。與大多數傳統無線電信号不同，UWB不使用功率、頻率或相位調制來編碼其信号所攜帶的資訊。相反，UWB使用特定時間間隔的頻繁脈沖來承載資訊。這允許在寬帶寬上傳輸，同時避免與相同頻譜中的其他無線電信号發生幹擾。

這些特性允許UWB使用相對較低的功耗來傳輸大量資料。盡管傳輸限制在短距離内，但通過使用多個位置良好的接收器，UWB可以考慮用于大多數室内位置跟蹤應用。

UWB如何跟蹤位置？

确定超寬帶系統位置的主要方法是時差或到達時差。這意味着在UWB系統中，在整個空間中的已知位置放置多個網絡接收器（至少3個用于2D位置，4個用于3D位置）。要跟蹤的一個或多個資産配備有UWB發射機，該發射機以給定間隔發射全向信号。由于從發射機到接收機的距離，信号在不同的時間到達附近的接收機單元。對每個接收機的不同到達時間（以及由此而來的距離）進行比較，并确定發射機的位置。

小結

超寬帶技術保證了無與倫比的準确性，能夠穿透牆壁和其他障礙物，并且具有低功耗的特點。盡管UWB并不像其他室内跟蹤技術（例如低功耗藍牙）那樣普及或具有成本效益，但近年來，UWB裝置的使用量增加了，部件成本降低了。 這使得UWB成為規劃任何室内位置跟蹤項目時要考慮的技術。

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