与蓝牙和 Wi-Fi 一样,超宽带是一种使用无线电波的无线通信协议。
UWB 发射器在宽频谱频率上发送数十亿个无线电脉冲,然后 UWB 接收器将脉冲转换为数据。
与蝙蝠使用回声定位来感知其环境的方式相同,UWB 脉冲可用于感知两个发射器之间的距离。
脉冲的持续时间越短,距离测量就越精确。UWB 实现了实时精度,因为它每秒发送多达 10 亿个脉冲(约每纳秒 1 个)。
UWB 使用非常低的功率,而高带宽 (500MHz) 非常适合将大量数据从发射器传送到其他设备。通过以模式发送脉冲,
UWB 对信息进行编码。对单个数据位进行编码需要 32 到 128 个脉冲,但考虑到位到达的速度,
可以实现每秒 7 到 27 兆位的数据速率。
为了增加 UWB 的范围和接收可靠性,已将 MIMO(多输入和多输出)分布式天线系统添加到支持短距离网络的标准中。
天线可以嵌入智能手机或其他设备,如腕带或智能钥匙。
当具有 UWB 的智能手机(如最新的 iPhone)靠近另一个 UWB 设备时,两者会开始测距或测量它们的确切距离。
测距是通过飞行时间 (ToF)完成的,即脉冲从 A 点到达 B 点所需的时间。
根据使用类型,例如资产跟踪或设备定位,其中一个 UWB 设备计算另一个支持 UWB 的对象的精确位置——例如落在沙发垫之间的那些汽车钥匙或电视遥控器。
(如果设备正在运行室内导航服务,
支持 UWB 的设备必须知道其与固定 UWB “锚点”的相对位置,并计算其在区域地图上的位置)。
(UWB无线系统不同频段的特点)
UWB无线系统中使用的频段为微波频段的3.4~4.8GHz(低频段)和7.25~10.25GHz(高频段),
准毫米波频段用于车载雷达应用的防碰撞.有24.25-29GHz。在日本,
高频段的低频段(7.25-9.0GHz)允许在室外使用(低频段的高频段和高频段(9.0-10.25GHz)禁止在室外使用)。
注意:仅使用7.587至8.4GHz频率的无线设备不需要。
(UWB无线系统户外使用)
在日本,高频段低频段(7.25-9.0GHz)允许在室外使用,但在某些地方,除了仅使用 7.587 至 8.4GHz 频率的无线设备外,它是在室外使用的。操作可能会受到限制。
UWB 发射器通过在宽频谱频率上发送数十亿个脉冲(UWB 以前称为“脉冲无线电”)来工作;
然后,相应的接收器通过侦听发射器发送的熟悉脉冲序列将脉冲转换为数据。
大约每两纳秒发送一个脉冲,这有助于 UWB 实现其实时精度。
UWB 的功耗极低,但高带宽 (500MHz) 非常适合将大量数据从主机设备中继到最远约 30 英尺的其他设备。
然而,与 Wi-Fi 不同的是,它并不是特别擅长穿墙传输。
J. Gold Associates 的首席分析师 Jack Gold 说:“因为它的频率如此之高,所以它在视线范围内。
” “所以,它的优势在于它有如此宽的带宽,它有大量的数据能力。
如果你正在传输一个 500MHz 宽的 60GHz 信号……然后将它乘以你能做到的信道数量,那么你说的是非常宽的带宽。”
为了增加 UWB 的范围和接收可靠性,已将 MIMO(多输入和多输出)分布式天线系统添加到支持短距离网络的标准中。
天线可以嵌入智能手机或其他设备,如腕带或智能钥匙。
当具有 UWB 的智能手机(如最新的 iPhone)靠近另一个 UWB 设备时,两者会开始测距或测量它们的确切距离。
测距是通过设备之间的“飞行时间”(ToF)测量来完成的;这些用于计算质询/响应数据包的往返时间。
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