USB(超宽带)是一种无载波通信技术,利用纳秒至微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据,频段范围3.1GHZ~10.6GHZ。
一、UWB定位
一般先获得和位置相关的变量,建立定位数学模型,再利用起参数和相关数学模型计算目标位置的信息。
按测量参数不同,可分为以下几种方式:
- 基于到达角度(AOA:Angle of Arrival)
- 基于接受信号强度(RSS:Received Signal Strength)
- 基于接收信号时间法(TOA:Time of Arrival)
- 基于到达时间差值法(TDOA :Time difference of Arriva)
- 飞行时间测距法(TOF:Time of Flight)
1.1 达时间差值法TDOA
用到达时间差进行定位的方法,在标签无线范围覆盖区域的所有基站都会收到信号,再有双边测距法(TWR)来确定点到点的距离。
标签将数据包发送到被基站覆盖的区域内,附近的所有基站都会收到标签的无线信号,但不会返回任何无线信号。由于基站与标签的距离间隔不同,因此消息在不同的时刻到达每个基站。这些时间差乘以空间中恒定的光速得到标签和基站之间的距离差,这样就可以形成多点定位计算的基础,从而确定标签的相对坐标。另外该技术的决定性因素是所有基站必须被同步。
将一个UWB基站接收到的信号与另两个UWB基站接收到的信号进行相关运算,从而得到TDOA的值,再进行定位计算能获得较高精度位置。
标签定位一次只需要发送一次数据,发送一次所用的时间<200us,从而可以将电池的寿命延长数年,即UWB标签省电、系统容量大。但是基站之间的同步难度大。
1.2 飞行时间测距法TOF
标签和基站之间会通过无线收发至少3次交互之后,可以得到标签和基站之间的距离信息。
得到四个时间差:Tround1、Treply1、Round2、Treply2