电子发烧友网(文/李宁远)UWB技术以其优异定位精度和无缝互联特性逐渐在消费电子、汽车互联等相关领域开始广泛应用。从智能终端、家庭应用到汽车应用,UWB生态正在逐步完善。
作为室内高精度定位技术,UWB技术发展至今称得上足够可靠,而且性价比高,能实现厘米级精准定位的芯片技术革命。UWB技术厘米级定位带来的丰富应用场景在各类微距定位上有着十足的潜力。根据ABI Research的预测,今年UWB设备的出货量将超五亿台,其中智能手机对UWB的推动作用尤为突出。预计到2026年,UWB设备的出货量将达到十亿级别。
UWB技术为何能实现厘米级精准定位芯片技术革命
UWB技术全称Ultra Wide Band,是一种无线载波通信技术。UWB技术起源自60年代的脉冲通信技术,因其能够准确测量飞行时间被应用于雷达探测。它不采用正弦载波,而是通过纳秒级的窄脉冲进行空间物体探测。利用超宽带脉冲信号的极强时空分辨率,UWB芯片可以实时、高频、快速地对物体进行厘米级定位。
UWB技术的重点是信号传播时间,和蓝牙技术、Wi-Fi技术用于定位的原理一样,如蓝牙5.1、Wi-Fi在往返时间上的LTE和Multi-RTT定位法。不过这些技术和UWB技术相比在定位应用上尚处在早期阶段。
UWB最大的亮点当然是高定位精度,UWB的定位分单边测距SS-TWR和双边测距DS-TWR,双边测距计算量更大但也极为精准。除了这一点,UWB技术相较于这些传统无线通信方式还有不少优势。由于UWB信号占用了至少500MHz的通信带宽,且工作频率远离2.4GHz等繁忙的窄带通信频段,因此UWB信号具有强大的抗干扰能力,同时在复杂环境中具有极强的抗多径能力。这意味着持续且极短的窄脉冲可以让UWB接收机在嘈杂的环境中也能准确捕捉到UWB信号。
图源:纽瑞芯科技,下同
另一方面,新的通信协议也使得UWB在实现高速传输数据的同时从物理层就增强了安全通信能力,使用者的数据安全也有保障。相比诸如WiFi5、WiFi6、5G等较新的通信定位技术的高成本,UWB技术达到高精度的同时成本也不会成为负担,可以说UWB技术的确实现了厘米级精准定位芯片技术革命。
纽瑞芯UWB芯片的技术革命
UWB芯片想要实现定位高精度,大带宽和高采样率是最基础的。就目前的UWB技术定位精度来看,能够达到10厘米的精度已经是不错的表现,目前国内市场UWB设备能实现10厘米左右的定位精度就已经可以被接受。相较之下一些主流的欧美UWB芯片厂商及相关实验室可以将UWB定位实现3厘米以内的精度。
根据纽瑞芯科技总经理兼首席技术官陈振骐在纽瑞芯UWB新品发布会上的介绍,“纽瑞芯的芯片已经实现了1厘米精度”。之所以能实现如此高的精度,从最基础的带宽和采样速率来看带宽并没有差太多,采样频率则有着革命性的提升,纽瑞芯在发布会上推出的UWB芯片已经达到了4GHz的采样速率,超过了主流欧美UWB芯片的1GHz速率,在不使用业界常用的卡尔曼滤波的情况下已经能将定位精度拉到1厘米级别。从发布会提供的实测视频来看,由于没有采用卡尔曼滤波,整个测量的反应速度也非常快,在0.11s以内。
精度革命之后,UWB芯片在测量范围以及多径效应上是否也同样做了革新呢?测量范围的覆盖直接影响到产品使用场景,而多径效应也直接关系到信号是否失真。UWB的脉冲信号相较于连续信号受多径效应影响上会稍微好一些,加之纽瑞芯基于在多径信道模型上的技术积累和算法优化,进一步缓解了多径效应的干扰。
在实测场景中,纽瑞芯UWB产品可以实现100米以上的测距范围。这得益于纽瑞芯在射频技术上的创新,发射功率得以提升,同样在接收灵敏度上相较于欧美主流也提升了3dB,拓宽了大概40%的信号覆盖距离。
纽瑞芯在UWB技术上的革新很好地体现了发布会的主题——万物知位,向由芯生,技术革新带来更好的定位体验。
写在最后
随着技术不断改进,下一代UWB正在寻求替代编码,前导方案以及调制方案的办法,继续拓展UWB频谱在准确度、可靠性上的能力。作为被誉为最佳室内微距定位的UWB技术,未来会有更多的应用场景涌现,“万物知位”的未来值得期待。
作为室内高精度定位技术,UWB技术发展至今称得上足够可靠,而且性价比高,能实现厘米级精准定位的芯片技术革命。UWB技术厘米级定位带来的丰富应用场景在各类微距定位上有着十足的潜力。根据ABI Research的预测,今年UWB设备的出货量将超五亿台,其中智能手机对UWB的推动作用尤为突出。预计到2026年,UWB设备的出货量将达到十亿级别。
UWB技术为何能实现厘米级精准定位芯片技术革命
UWB技术全称Ultra Wide Band,是一种无线载波通信技术。UWB技术起源自60年代的脉冲通信技术,因其能够准确测量飞行时间被应用于雷达探测。它不采用正弦载波,而是通过纳秒级的窄脉冲进行空间物体探测。利用超宽带脉冲信号的极强时空分辨率,UWB芯片可以实时、高频、快速地对物体进行厘米级定位。
UWB技术的重点是信号传播时间,和蓝牙技术、Wi-Fi技术用于定位的原理一样,如蓝牙5.1、Wi-Fi在往返时间上的LTE和Multi-RTT定位法。不过这些技术和UWB技术相比在定位应用上尚处在早期阶段。
UWB最大的亮点当然是高定位精度,UWB的定位分单边测距SS-TWR和双边测距DS-TWR,双边测距计算量更大但也极为精准。除了这一点,UWB技术相较于这些传统无线通信方式还有不少优势。由于UWB信号占用了至少500MHz的通信带宽,且工作频率远离2.4GHz等繁忙的窄带通信频段,因此UWB信号具有强大的抗干扰能力,同时在复杂环境中具有极强的抗多径能力。这意味着持续且极短的窄脉冲可以让UWB接收机在嘈杂的环境中也能准确捕捉到UWB信号。
图源:纽瑞芯科技,下同
另一方面,新的通信协议也使得UWB在实现高速传输数据的同时从物理层就增强了安全通信能力,使用者的数据安全也有保障。相比诸如WiFi5、WiFi6、5G等较新的通信定位技术的高成本,UWB技术达到高精度的同时成本也不会成为负担,可以说UWB技术的确实现了厘米级精准定位芯片技术革命。
纽瑞芯UWB芯片的技术革命
UWB芯片想要实现定位高精度,大带宽和高采样率是最基础的。就目前的UWB技术定位精度来看,能够达到10厘米的精度已经是不错的表现,目前国内市场UWB设备能实现10厘米左右的定位精度就已经可以被接受。相较之下一些主流的欧美UWB芯片厂商及相关实验室可以将UWB定位实现3厘米以内的精度。
根据纽瑞芯科技总经理兼首席技术官陈振骐在纽瑞芯UWB新品发布会上的介绍,“纽瑞芯的芯片已经实现了1厘米精度”。之所以能实现如此高的精度,从最基础的带宽和采样速率来看带宽并没有差太多,采样频率则有着革命性的提升,纽瑞芯在发布会上推出的UWB芯片已经达到了4GHz的采样速率,超过了主流欧美UWB芯片的1GHz速率,在不使用业界常用的卡尔曼滤波的情况下已经能将定位精度拉到1厘米级别。从发布会提供的实测视频来看,由于没有采用卡尔曼滤波,整个测量的反应速度也非常快,在0.11s以内。
精度革命之后,UWB芯片在测量范围以及多径效应上是否也同样做了革新呢?测量范围的覆盖直接影响到产品使用场景,而多径效应也直接关系到信号是否失真。UWB的脉冲信号相较于连续信号受多径效应影响上会稍微好一些,加之纽瑞芯基于在多径信道模型上的技术积累和算法优化,进一步缓解了多径效应的干扰。
在实测场景中,纽瑞芯UWB产品可以实现100米以上的测距范围。这得益于纽瑞芯在射频技术上的创新,发射功率得以提升,同样在接收灵敏度上相较于欧美主流也提升了3dB,拓宽了大概40%的信号覆盖距离。
纽瑞芯在UWB技术上的革新很好地体现了发布会的主题——万物知位,向由芯生,技术革新带来更好的定位体验。
写在最后
随着技术不断改进,下一代UWB正在寻求替代编码,前导方案以及调制方案的办法,继续拓展UWB频谱在准确度、可靠性上的能力。作为被誉为最佳室内微距定位的UWB技术,未来会有更多的应用场景涌现,“万物知位”的未来值得期待。
声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。
举报投诉
-
UWB
+关注
关注
32文章
1079浏览量
60993
发布评论请先 登录
相关推荐
UWB标签与其他定位技术的比较
是一种无线通信技术,它使用非常宽的频带(通常是500MHz以上)进行数据传输。UWB技术的主要优势在于其能够提供厘米级的
如何实现室内精准定位?分享室内精准定位技术及方法
室内精准定位在现代社会中具有重要的意义和应用价值,它能够精确确定人或物体在封闭的空间内的位置。在过去,只有在室外才能实现精确的定位,但随着技术的发展,室内定位已经成为可能。在本文中,我
单北斗精准定位,顶坚北斗有源终端赋能行业新应用!
在当今这个日新月异的科技时代,精准定位技术已成为推动各行各业转型升级的关键力量。而在众多卫星导航系统中,北斗导航系统以其独特的优势,正逐步成为全球定位领域的璀璨明星。尤其是单北斗精准定位
UTB定位技术能不能精准定位
在当今科技日新月异的时代,定位技术以其广泛的应用场景和不断提升的精度,成为了多个领域的核心支撑。其中,UTB定位技术以其高精度、低延迟和高抗干扰性等特点,在众多
紧急救援新利器:顶坚单北斗手持终端的精准定位与快速响应
在紧急救援领域,时间就是生命,快速而准确的定位与响应机制至关重要。顶坚单北斗手持终端以其高精度定位与快速响应能力,成为了这一领域的新利器。以下是对单北斗手持终端在紧急救援中精准定位与快速响应
蓝牙AOA是如何实现人员定位的呢
系统可以实现亚米级的精准定位,特别适用于室内环境的精细定位需求。
低功耗 :蓝牙技术具有低功耗特性,适合长时间跟踪和监测,有助于延长设备使用寿命。
高兼容性和便捷性 :由
发表于 08-06 18:34
室内精准定位的应用范围?室内精准定位的方式有哪些
什么是室内精准定位?简单来讲就是根据定位功能,实现室内详细的布局,然后利用这一功能去确定到精准的位置。随着我国科技水平的发展迅猛,定位系统也从曾经初级的简单
室内精准定位是什么?室内精准定位的方式有哪些?
说到室内精准定位很多人可能会比较陌生,因为这一说法并没有大范围推广,又或者说只是很多相关行业的人才知道这样的说法。但是定位这一问题大家都知道吧?尤其是要到一个地方去,都会进行定位导航。那么这一般都是
DW1000是什么--超宽带 (UWB) 低功耗、低成本收发器 IC 适用于定位标签精准定位
超宽带技术是一种全新的、与传统通信技术有极大差异的通信新技术。它不需要使用传统通信体制中的载波,而是通过发送和接收具有纳秒或纳秒级以下的极窄脉冲来传输数据。 FCC对
发表于 03-26 10:12
纽瑞芯NRT81750 UWB芯片通过第三方AEC-Q100车规认证
全国首款通过AEC-Q100车规认证的UWB芯片正式揭晓,纽瑞芯ursamajor“大熊座”NRT81750拔得头筹!
国内车规UWB首家!纽瑞芯NRT81750 UWB芯片通过第三方AEC-Q100车规认证
,纽瑞芯UWB定位通信系统芯片NRT81750于2023年11月顺利通过AEC-Q100车规
发表于 11-24 14:13
•1088次阅读
评论