UWB定位系统“标签”特性分析

超宽带（Ultra Wide Band）简称UWB，和我们熟悉的WIFI、蓝牙技术一样属于通信技术的一种，UWB是一种无线载波通信技术，它不采用正弦载波，而是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，其所占的频谱范围很宽，右图是一种典型的正弦载波信号图。

UWB这种技术有什么特点呢？

UWB系统结构实现简单；2.具有高速的数据传输能力；3.功耗低；4.安全性高；5.多径分辨能力强；6.可用于精确定位等特点。

UWB的主要指标如下：

频率范围：3.1GHz~10.6GHz；

系统功耗：1mW~4mW；

脉冲宽度：0.2ns~1.5ns；

重复周期：25ns~1ms；

发射功率：<-41.3 dBm/MHz；

数据速率：几十到几百Mb/s；

分解多路径时延：≤1ns；

多径衰落：≤5dB；

系统容量：大大高于3G系统；

空间容量：1000kb/m2

UWB技术的主要指标如图所示，接下来我们介绍UWB测距的原理，UWB测距我们主要采用双向飞行时间法，我们简称为TOF测距法（two way-time of flight）。UWB模块从启动工作开始会生成一条独立的时间戳 。假设标签A在其时间戳上的TA1时刻发起请求通信的脉冲信号，基站B在自己的TB1时刻收到标签A发送的脉冲信号，然后基站B又在TB2时刻发送一个响应性质的信号，该响应信号被标签A在自己的时间戳TA2时刻接收。这样就可以计算出脉冲信号在两个设备之间的飞行时间，从而确定两个设备之间的距离D，计算距离D的公式如图所示，

UWB标签是UWB室内定位系统的组成部分之一，一般用在被定位的人员或物资本身上。定位的是小型物资可以选择小型物资标签，定位车辆或者大型设备可以选用带有强磁吸盘大容量电池的车载标签。

UWB定位标签的特征如下：

1、UWB标签可以固定在物体、车辆或人员身上、头盔等使用

2、标签结构设计适合于多种安装固定形式，可通过螺钉固定，也可以通过扎带捆绑的方式固定，还可以做成磁卡的样式放置在胸卡中。

3、标签体积小巧，适用于多种应用场合。

4、UWB标签发出的脉冲信号通过定位基站接收和传输。每一个标签都各自有一个唯一的ID，可通过这唯一的ID将被定位的物体和标签联系起来，使定位基站通过标签找到实际定位的位置。

5、UWB标签传输信号持续时间很短，发射功率极低，能够允许成百上千的标签同时定位。