UWB帶寬在500 MHz以上,根據(jù)香農(nóng)公式C=B*log2(1+SNR),帶寬越寬,信道容量越大;
2傳輸速率高
UWB在十米的傳輸距離范圍內(nèi)可實現(xiàn)幾百Mbit/s以上的傳輸速度;
3發(fā)射功率低
按照FCC的法規(guī),其輸出功率被限制在-41.3dBm/MHz以下,從而降低了功耗和對其他無線系統(tǒng)的干擾;
4多徑分辨率高
UWB信號因為具有較強的時間和空間分辨率,對信道衰減不敏感,抗衰減能力強;
5系統(tǒng)保密性好:
因為帶寬比較大,則相應(yīng)的功率譜密度就會低,使得UWB信號難以被檢測和甄別,從而提高了其安全性;
6定位精度高:
UWB的窄脈沖脈寬很窄,為納秒級,所以有非常高的時間和空間分辨率,從而精確測量信號傳輸時間進而實現(xiàn)高精度定位,距離分辨精度可達到厘米級;
7穿透能力強
UWB窄脈沖由于要在較短時間內(nèi)傳遞大量能量,因而具有很強的穿透能力,能穿透障礙物并識別其背后隱藏的物體。
而其中的測距定位技術(shù)是近些年引起人們重新對UWB技術(shù)產(chǎn)生持續(xù)關(guān)注的一個重要原因。它的定位基本原理是利用TOF(Time of Flight)進行精確測距,基于這一基本算法,還可采用其他的進階算法,如TDOA(到達時間差定位),TOA(到達時間定位),TWR(雙向測距法),AOA(到達角定位來實現(xiàn)終端的定位)等;篇幅所限,我們在本文僅淺談一下TOF的基本概念,如下圖所示:
Initiator向Responder發(fā)送Poll包,Responder在經(jīng)過Treply的時間之后返回相應(yīng)數(shù)據(jù)包,這個相應(yīng)數(shù)據(jù)包包含了Treply的時間,Initiator通過它的發(fā)包時間、收包時間和解析到的Responder的響應(yīng)時間,可以計算得到TOF,TOF再乘以光速就得到了Initiator和Responder之間的距離。
正是鑒于UWB的以上技術(shù)特性,UWB的主要應(yīng)用就在于數(shù)據(jù)傳輸、雷達成像、測距定位等領(lǐng)域,概括起來主要涉及到軍事和民用兩個方面。
在軍事領(lǐng)域,UWB技術(shù)主要應(yīng)用于低截獲率(LPI/D)的內(nèi)部無線通信系統(tǒng)、LPI/D地波通信、LPI/D高度計、戰(zhàn)場手持和網(wǎng)絡(luò)LPI/D電臺、UWB雷達、防撞雷達、警戒雷達、無線標(biāo)簽、接近引信、高精度定位系統(tǒng)、無人駕駛飛行器和地面戰(zhàn)車及其通信鏈路、探測地雷、檢測地下目標(biāo)等。
在民用方面,UWB技術(shù)的應(yīng)用也越來越廣泛:
01智能家居
可實現(xiàn)智能設(shè)備之間的高速、低延遲通信,為智能家居提供更高效的控制和更便捷的用戶體驗;
02工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)
在工業(yè)環(huán)境中,可用于人員、車輛、資產(chǎn)精確的定位、并在定位基礎(chǔ)上實現(xiàn)設(shè)備控制、軌跡追蹤、區(qū)域報警、攝像聯(lián)動等延伸功能,提高生產(chǎn)效率和安全性;
03汽車領(lǐng)域
UWB 技術(shù)在車輛數(shù)字鑰匙、生物雷達、車內(nèi)通信、自動駕駛等方面的應(yīng)用越來越被關(guān)注;
04消費電子
UWB 技術(shù)有望在文件傳輸、智能手機/家居、新零售、體育賽事、增強現(xiàn)實(AR)/虛擬現(xiàn)實(VR)等領(lǐng)域發(fā)揮更大作用;
05醫(yī)療保健
UWB 技術(shù)可用于醫(yī)療設(shè)備的定位和追蹤,提高醫(yī)療服務(wù)的質(zhì)量和效率;
06智慧城市
UWB 技術(shù)還可用于智能交通、公共安全等領(lǐng)域,提升城市的智能化水平。