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uwb定位技术原理UWB（Ultra Wideband）定位技术是一种新兴的室内定位技术，它使用超宽带信号来传输定位信息，以确定目标物体的准确位置。
UWB定位技术的起源可以追溯到1997年。
UWB定位技术使用非常窄的时间脉冲信号。
脉冲信号可以用脉冲频段来测量，实现比传统定位技术更高的精度和宽度。
之所以可以实现如此高的精度，是因为脉冲信号可以利用反射现象在更大的距离上传播，而且这种信号也比其他定位技术更具抗干扰性。
UWB定位技术比传统的定位技术有一定的优势：1. 无风险：由于没有电磁波的影响，使得UWB定位技术可以安全使用。
2. 高精度：UWB定位技术可以提供更高的精度，比传统定位技术要高得多。
3. 超小尺寸：UWB定位技术可以实现节点设备的超小尺寸，从而同事具有高性能和低功耗的优势。
4. 低功耗：UWB定位技术节点电源的构成非常简单，而且整体耗功低，因此f 无需额外的功耗支持。
UWB定位技术已经广泛地应用到室内定位、导航、目标跟踪、环境监测、安全防护、仓库管理等诸多领域。
1. 室内定位：UWB定位技术可以用于室内定位，实现室内“精准定位”功能，能够完成人和物品精确定位，实现精细智能化的室内导航。
2. 导航：UWB定位技术可以提供可靠的路径跟踪，可以对导航对象的定向运动和轨迹进行实时监控。
3. 目标跟踪：UWB定位技术可以实现无线智能可视化定位，能够高效、准确地跟踪移动目标。
4. 环境监测：UWB定位技术可以用于实时监测复杂环境中的温度、湿度、空气污染等因素，以便及时发现和预防环境危险。
5. 安全防护：UWB定位技术可以用于大范围实时防护，避免事前报警，并有效抑制犯罪行为。
6. 仓库管理：UWB定位技术可以用来实现大型仓库的运输和管理，可以协助搬运目标、控制作业流程、实时监控库存情况等。
超宽带无线通信技术的发展1、技术概述和特点分析UWB技术最初是1960年美国作为军用雷达技术开发的，早期主要用于雷达技术领域。
该技术的发展带动了脉冲检测器等设备的开发，而且该技术具有对信道衰落不敏感、发射信号功率谱密度低、被截获的可能性低、系统复杂度低、厘米级的定位精度等优点。
但在随后的30多年间，UWB技术发展很缓慢，一方面是因为军方的限制让第三方无法开发支持UWB的软件和硬件，此外，UWB技术对其他频带带来的干扰，也阻碍了它的发展步伐。
2002年2月，FCC批准了UWB 技术用于民用，进而将UWB技术推向了市场前端。
目前的UWB技术根据底层UWB信号的实现形式不同，可分为两大类。
一类是基于窄脉冲式的冲激类UWB，即不使用载波，而是使用短的能量脉冲序列，并通过正交频分调制或直接排序将脉冲扩展到一个频率范围内。
这样提出的UWB 设计方案称为直接序列CDMA UWB（DS-CDMA UWB）方案。
这个方案频谱利用率高，可进行高精度定位和跟踪，抵抗多径衰落能力强，但频谱共享的灵活性较差，不利于与其他窄带系统共存。
另外一类是基于调制载波扩频式的载波类UWB，提出的设计方案叫多载波OFDM UWB（MB-OFDM UWB）方案，它采用OFDM技术传输子带信息，提高了频谱的灵活性，但易造成较高的功率峰值与均值比（PAR），容易产生对其他系统的干扰，因此解决干扰问题是该方案目前最大的难题。
两种技术形成了鲜明对立的两大阵营，使得制订面向UWB 高速数据传输标准的802.15.3a工作组已经解散。
目前，由ITU-RTG1/8工作组来负责UWB高速数据传输的全球统一标准的制订工作。
与其他无线技术相比，UWB具有以下几个技术特性。
其一是高带宽、高传输速率。
按照UWB的技术设计，UWB使用的带宽在1 GHz以上，高达几个GHz，数据速率可以达到几十Mbit/s到几百Mbit/s，这样的理论速度高于蓝牙100倍，特别适合局域网或者个域网内设备之间的快速共享数据库以及传送数据。
摘要随着无线通信技术的高速发展，人们对无线通信系统的要求日益提高，超宽带（Ultra-Wideband，UWB）技术凭借其高速率的数据传输、极低的功耗以及其精准的定位等性能，逐渐成为无线通信领域研究的一个热点，受到了广泛的关注。
本文首先介绍了超宽带（UWB）技术的历史背景及其定义和特点。
其次针对超宽带（UWB）的原理及其波形进行了研究和探讨。
然后论述了超宽带（UWB）的调制与接收，并主要分析了PPM-TH-UW，PAM-DS-UWB，MB-OFDM-UWB这三种调制方式。
最后本文重点介绍了超宽带（UWB）的无线定位技术，首先是对其发展和定义进行了概述，其次分别介绍了超宽带无线定位的参数及其几何模型，重点对UWB定位中TOA 的算法进行了研究，最后通过仿真对定位算法的实现做出了验证并得到了重要结论。
关键词：超宽带（UWB），无线定位技术论文类型：理论研究性Title：Ultra-wideband(UWB)wireless positioning technologyMajor：Communications technologyName：XXXX Signature:Supervisor：XXXX Signature:AbstractWith the rapid development of wireless communication technology, the wireless communication system of the increasing demand, ultra wideband (Ultra-Wideband, UWB) technology by virtue of its high data rate, low power consumption and its precise positioning performance, has become the field of wireless communication research a hot spot, has received the widespread attention.This thesis first introduces the ultra wideband (UWB) technology to the historical background and the definition and characteristics of. Secondly, ultra wideband (UWB) principle and waveform are studied and discussed. And then discusses the ultra wideband (UWB) modulation and receiving, and primary analysis of PPM-TH-UW, PAM-DS-UWB, MB-OFDM-UWB the three modulation methods. Finally, this thesis introduces the ultra wideband (UWB) wireless positioning technology, first of its development and definition are outlined, followed by introduces UWB wireless positioning parameters and geometry model, focus on the localization of UWB TOA algorithm is studied, finally through the simulation of positioning algorithm to verify and obtained important conclusion.Key words:ultra wideband (UWB), wireless positioning technology.Type of thesis:theoretical research目录第一章超宽带（UWB） (3)1.1 UWB技术的发展 (3)1.2 UWB的定义 (3)1.3 UWB的技术特点 (5)第二章UWB的原理及其波形 (6)2.1 UWB的原理 (6)2.2 UWB信号的产生 (6)2.3 UWB信号的波形 (6)2.1.1 UWB信道模型 (6)2.1.2高斯脉冲信号 (7)第三章UWB的调制和接收 (9)3.1 UWB典型调制方式 (9)3.1.1 PPM-TH-UWB (9)3.1.2 PAM-DS-UWB (10)3.3.3 MB-OFDM-UWB (11)3.2 UWB信号的接收 (12)3.2.1无多径时AWGN信道的最佳接收机 (13)3.2.2多径信道的Rake接收机 (14)第四章UWB无线定位系统 (17)4.1引言 (17)4.2无线定位技术 (17)4.2.1无线定位的概述 (17)4.2.2 UWB无线定位的参数 (19)4.2.3 UWB无线定位的几何模型 (24)4.3 UWB定位中TOA估计算法 (28)4.3.1 TOA估计的信号模型 (29)4.3.2 基于TOA位置估计算法 (31)4.4 LSE仿真实验及其结果分析 (33)4.5 本章小结 (37)总结 (38)致谢 (39)参考文献 (40)第一章超宽带（UWB）1.1 UWB技术的发展对超宽带（UWB，Ultra-Wideband）无限技术（简称UWB技术）的起源众说纷纭，从目前的学者研究工作来看大约可以追溯到20世纪50年代末和60年代初。
uwb定位技术UWB定位技术，即Ultra Wideband定位技术，是一种基于超宽带技术的定位技术，可以在室内和室外实现高精度的空间定位。
本文将详细介绍UWB定位技术的原理、应用领域以及发展前景等相关内容。
UWB定位技术利用超宽带信号，通过发射连续的多频率、多脉冲的短时信号，实现对信号传播的时延测量，从而实现对目标位置的定位。
相比传统的定位技术，UWB具有以下几个重要特点。
首先，UWB具有高精度的定位能力。
UWB信号的带宽较宽，可以达到几个GHz甚至更宽的范围，这使得信号的时延测量精度可以达到纳秒级甚至更高。
同时，UWB信号的多径传播特性也可以通过信号处理算法进行有效的抑制，提高定位的精度。
其次，UWB定位技术适用于室内环境。
由于UWB信号的频谱覆盖范围较宽，可以穿透建筑物、固体物体等障碍物，从而实现室内环境下的定位需求。
这对于一些需要在室内进行精确定位的应用场景，如室内导航、智能家居、室内安防等具有重要的实际意义。
此外，UWB定位技术还具备抗干扰能力强的特点。
由于UWB信号的带宽较宽，信号与其他窄带信号的频率隔离较大，因此具有较强的抗干扰能力。
这使得UWB定位技术在复杂的电磁环境下，如高密度无线通信网络覆盖区域等，仍然能够保持较高的定位精度和稳定性。
目前，UWB定位技术已经在多个领域得到了广泛的应用。
在室内导航领域，UWB定位技术可以利用其高精度的定位能力，为用户提供精确的室内导航服务，辅助用户进行室内位置的识别和导航。
同时，UWB 定位技术还可以在智能家居领域发挥作用，通过对用户位置的准确掌握，实现对家居设备的智能控制和管理。
此外，UWB定位技术还可以应用于室内安防领域。
通过对目标位置的准确定位，可以实现对入侵者的精确定位和追踪，提高安防系统的警戒能力和反应速度。
同时，UWB定位技术还可以在工业自动化领域中，通过对设备和工件的定位，提高生产效率和管理水平。
未来，随着5G、物联网等技术的发展，UWB定位技术有望在更多领域实现广泛应用。
超宽带（UWB）定位技术的前世今生文章来源：华星北斗智控随着通信技术的发展，无线定位技术越来越受到人们的青睐，在军事和民用领域得到了广泛的应用。
超宽带(Ultra Wide-band, UWB)技术凭借其众多的优势在无线定位技术领域特别是室内短距离定位领域发现了巨大的潜力。
1. UWB的概念2019年2月，美国联邦通信委员会(FCC)公布了超宽带无线通信的初步规范，正式解除了超宽带在民用领域的限制。
这在UWB的发展史上是划时代的事件，它极大地促进了相关的学术研究，也成为超宽带技术正式走向商业化的一个里程碑。
超宽带技术是一种脉冲无线电技术，它与传统的通信技术有很大差异，它不是利用载波信号来传输数据，而是通过收发信机之间的纳秒级极短脉冲来完成数据的传输。
FCC将超宽带信号定义为任何相对带宽不小于20%或者绝对带宽不小于500MHz并满足功率谱限制的信号。
其中和分别表示功率相对于峰值功率下降10dBm的高端和低端频率。
同时FCC为UWB分配了3.1 GHz ~10.6GHz共7.5GHz 的频带，还对其辐射功率做出了比FCC Part 15.209更为严格的限制，将其限定在-41.3dBm频带内。
2. UWB信号的时频特征常见的UWB信号体制有三种：脉冲无线电(Impulse Radio, IR)，单载波调制直序列扩频超宽带(Direct Sequence Ultra Wideband, DS-UWB)和多载波调制多带正交频分多路复用(Multi-Band OFDM Alliance, MBOA)。
现代意义上的超宽带指的是脉冲无线电，不同于传统的载波通信技术，它是利用纳秒及纳秒以下具有非正正弦特性的极窄脉冲来进行数据交换。
从频域上讲，超宽带也与传统意义上的窄带和宽带不同，它的信号带宽更大。
一般来说，窄带信号指相对带宽(信号带宽和中心频率的比值)小于1%的信号，宽带信号指的是相对带宽在1%和20%之间的信号，而超宽带信号指的是相对带宽不小于20%，或者绝对带宽不小于500MHz的极短脉冲信号。
超宽带无线通信技术近来，人们可能会注意到，在通信领域出现了一个新的技术词汇——超宽带无线通信，实际上，超宽带无线电的历史渊源，可以追溯到一百年前波波夫、马可尼发明越洋无线电报的时代。
现代意义上的超宽带UWB（UltraWide Band）无线电，又称冲激无线电（Impulse Radio）技术，出现于1960年代，但其应用一直仅限于军事、灾害救援搜索雷达定位及测距等方面。
2002年2月14日，这项无线技术首次获得了美国联邦通信委员会（FCC）的批准用于民用通信，从而引起了世界各国的广泛关注，自1998年起，FCC对超宽带无线设备对原有窄带无线通信系统的干扰及其相互共容的问题开始广泛征求业界意见，在有美国军方和航空界等众多不同意见的情况下，FCC仍开放了UWB技术在短距离无线通信领域的应用许可，这充分说明此项技术所具有的广阔应用前景和巨大的市场诱惑力。
UWB是一种无载波通信技术，它不采用正弦载波，而是利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此其所占的频谱范围很宽。
一般认为-10dB相对带宽超过25％，或-10dB绝对带宽超过1.5GHz就称为超宽带，后来FCC又将此带宽值修改为500MHz。
由计算信道容量的Shannon公式可知，在信道容量一定的情况下，带宽与信噪比可以互补。
UWB的带宽非常宽，目前FCC开放的频段是3.1-10.6 GHz，故UWB系统发射的功率谱密度可以非常低，甚至低于FCC规定的电磁兼容背景噪声电平（-41.3dBm—FCC Part15），所以短距离UWB无线通信系统与其他窄带无线通信系统可以共存。
UWB的传输速率可达几十Mbps～几Gbps；其收发信机结构简单，成本低于全数字化；并且其固有的抗多径衰落功能很强。
UWB发射脉冲持续时间远小于脉冲重复周期，平均发射功率很低，使UWB 技术在实现超宽带信号时域波形高传输数据率的同时也有着低功耗的显著优点。
超宽带技术在实现同样传输速率时，功率消耗仅有传统技术的1/10-1/100。
UWB(定位技术)超宽带无线通信技术一、UWB调制技术超宽带无线通信技术（UWB）是一种无载波通信技术，UWB不使用载波，而是使用短的能量脉冲序列，并通过正交频分调制或直接排序将脉冲扩展到一个频率范围内。
它源于20世纪60年代兴起的脉冲通信技术。
传统通信方式使用的是连续波信号，即本地振荡器产生连续的高频载波，需要传送信息通过例如调幅，调频等方式加载于载波之上，通过天线进行发送。
现在的无线广播，4G通信，WIFI等都是采用该方式进行无线通信。
下图是一个使用调幅方式传递语音信号的的连续波信号产生示意图。
图1 连续波调幅信号而脉冲超宽带IR-UWB(Impluse Radio Ultra Wideband)信号，不需要产生连续的高频载波，仅仅需要产生一个时间短至nS级以下的脉冲，便可通过天线进行发送。
需要传送信息可以通过改变脉冲的幅度，时间，相位进行加载，进而实现信息传输。
下图是使用相位调制方式传输二进制归零码的IR-UWB信号产生示意图。
图2 IR-UWB调相信号从频域上看，连续波信号将能量集中于一个窄频率内，而UWB信号带宽很大，同时在每个频点上功率很低，如图3所示。
图3 IR-UWB信号频谱在无线定位中，使用IR-UWB信号相对于窄带信号的主要优势为，IR-UWB信号能准确分立无线传输中的首达信号和多径反射信号，而窄带信号不具备该能力。
主要有三种应用：成像、通信与测量和车载雷达系统，再宏观一点，可以分为定位、通信和成像三种场景。
·通信：因为大带宽，所以UWB一度被认为是USB数据传输的无线替代方案，蓝牙的问题是传输速度太慢。
UWB还常用于军用保密通信，这主要也是因为UWB脉冲的能量很低，很容易低于噪声门限，不容易被其它无线电系统监听到。
UWB通过在较宽的频谱上传送极低功率的信号，能实现数百Mbit/s至2Gbit/s 的数据传输速率。
而且具有穿透力强、功耗低、抗干扰效果好、安全性高、空间容量大、能精确定位等诸多优点，可以说是个超级“潜力股”，很有可能在将来成为家庭主用的无线传输技术。
超宽带 ( UWB ) 系统具有高传输速率、低功耗、探测精度高、穿透性强、安全性高等优势，在军事、雷达、生物探测、短距通信及室内室外高精度定位等场景有着广泛的应用。
并且随着半导体技术的发展，基于 CMOS 的 UWB 雷达芯片成为研究热点。
国内外众多学者及商业公司提出各具优势的 UWB 芯片及系统。
来自西安电子科技大学与军事科学院的研究团队在《电子与信息学报》发表最新文章，从UWB 系统、UWB 芯片架构中关键电路和关键技术的研究现状和发展进行综述。
什么是超宽带雷达（UWB）20 世纪 60 年代超宽带 ( Ultra-Wide Band，UWB ) 的构想首次在 "time-domain electromagnetics" 中被提出，采用一种无载波的窄脉冲信号进行通信。
由于其具有较好的安全性，高传输速率以及高距离分辨率，使其在军事及雷达等领域有着重要的应用价值。
2002 年 2 月，美国联邦通信委员会（Federal Communications Commission，FCC）正式批准超宽带民用，规定超宽带的工作频率为 3.1~10.6 GHz，发射带宽大于 500 MHz，但为了防止超宽带与其他通信带宽产生干扰，对发射机发射功率进行了限制，即有效全向辐射功率小于– 41.2 dBm/MHz。
因此超宽带技术的高速传输速率是以非常宽的带宽为代价，同时超宽带脉冲雷达技术是发射机发射持续时间极短的脉冲信号，而收发机的重频周期较长，因此单位时间内消耗的功耗极低，适合今后低功耗的应用场景要求。
UWB 系统在军事雷达领域应用之外，在生物探测、室内定位等商业应用场景的得到重要的应用。
图 1 展示的是 UWB 系统的优势和应用场景。
图 1 UWB 系统的优势与应用场景UWB 雷达芯片中的关键技术UWB 雷达芯片关键技术主要包括了信号产生技术、超宽带功率放大器、超宽带低噪声放大器、高速量化技术等。
UWB简介及其定位方法1前言本文阐述有关UWB的简介及其定位的方案，定位方法介绍了TOA、AOA/DOA、TDOA、RSSI这几种定位方法。
2概述随着现在无线技术的发展，无线室内定位技术也得到了飞速的发展，现在常用的室内无线定位技术就有很多种，包括了基于WiFi的定位、蓝牙定位、小基站定位、LED可见光定位、超宽带定位、RFID、惯性导航、地磁定位、伪卫星等多种室内定位技术。
其中的超宽带定位技术是一种特别适合于应用在室内的定位技术，超宽带定位技术具有定位精度高(1~15cm)、抗干扰能力强、分辨率高、低功耗等优点。
表1 各种无线定位技术的对比超宽带(UWB)技术在军用和民用场景都有很多应用，并且具有光明的前景。
UWB技术的应用场景大致可以分为三个方面，分别是通信、雷达和定位，UWB技术科应用于智能家庭、无线网络、战术组网电台、探地雷达、车辆避撞雷达以及军用民用需要精确定位的系统中。
目前，市场是已经出现了基于UWB达到室内定位装置。
例如：英国的Ubisense公司推出了将TDOA和AOA相结合的室内定位系统，测距范围达到50-100m，精度可达15cm。
美国的Zebra公司推出了Dart UWB系统，该系统建立在Sapphire DART核心功能之上，能够快速、准确的进行定位，精度达到30cm，测距范围达到100m。
根据是否需要测量距离，无线定位方法分成测距定位和非测距定位两类。
从测距方法来看，以RSSI为主，也有使用TOA、TDOA、AOA/DOA以及多种测距手段联合的系统。
3UWB技术3.1UWB国内研究现状我国对于UWB技术的研究相对较。
2001年，第一次将超宽带技作为无线通信的共性技术与创新技术的研究内容列入国家终点研究课题，才开始对UWB技术进行研究。
在国家科研项目的支持和鼓励下，我国的不少高校在UWB技术上取得了积极的进展，对UWB天线的设计、UWB信号的发送、UWB定位算法以及多种定位方式融合进行了研究。
超宽带及其应用超宽带技术的最初形式为脉冲无线通信，起源于20世纪40年代，从其出现到20世纪90年代之前，UWB技术主要作为军事技术在雷达和低截获率、低侦侧率等通信设备中使用。
近年来，随着微电子器件的技术和工艺的提高，UWB技术开始应用于民用领域。
超宽带通信是一种不用载波，而通过对具有很陡上升和下降时间的脉冲进行调制(通常，脉冲宽度在0.20-1.5ns之间)的一种通信，也称为脉冲无线电(Impulse Radio).时域(Time Domain)或无载波(Carrier Free)通信。
它具有GHz量级的带宽，并因其发射能量相当小，因此可能在不占用现在已经拥挤不堪频率资源的情况下带来一种全新的语音及数据通信方式。
超宽带要求相对带宽[4]比高出20%或者绝对带宽大于0.5GHz，其传输速率可超过100Mbps，具有这样特性的系统称为UWB系统。
图1.1 超宽带频谱图UWB由于占有带宽达到数GHz，即使传送路径特性良好也会产生失真，但其具有以下的优点，使得UWB仍然倍受重视。
1、抗干扰性能强：UWB采用跳时扩频信号，系统具有较大的处理增益，在发射时将微弱的无线电脉冲信号分散在宽阔的频带中，输出功率甚至低于普通设备产生的噪声。
接收时将信号能量还原出来，在解扩过程中产生扩频增益，因此，在同等码速条件下，UWB具有更强的抗干扰性。
2、传输速率高：UWB的数据速率可以达到几十Mbps到几百Mbps.3、带宽极宽：UWB使用的带宽在1GHz以上。
超宽带系统容量大，并目可以和目前的窄带通信系统同时工作而互不干扰。
4、消耗电能小：通常情况下，尤线通信系统在通信时需要联系发剔载波，因此，要消耗一定电能。
而UWB不使用载波，只是发出瞬时脉冲电波，则只在需要时才发送脉冲电波，所以消耗电能小。
5、保密性好：UWB保密性能表现在两方面:一方面是采用跳时扩频，接收机只有己知发送端扩频码时才能解出发射数据:另一方面是系统的发射功率谱密度极低，用传统的接收机无法接收。
UWB定位原理介绍深圳市天工测控技术有限公司2016-8-10前言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，从而 具有GHz量级的带宽。
超宽带系统与传统的窄带系统相比，具有穿透力强、功耗低、抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低、能提供精确定位精度等优点。
因此，超宽带技术可以应用于室内静止或者移动物体以及人的定位跟踪与导航，且能提供十分精确的定位精度。
2002年4月，美国联邦通信委员会（FCC）发布了民用UWB设备使用频谱和功率的初步规定，规定中将相对带宽大于0.2或在传输的任何时刻带宽大于500MHz的通信系统称为UWB系统。
FCC对UWB系统所使用的频谱范围规定为3.1-10.6GHz，发射机的有效各向同性发射功率不得高于-41.3dBm/MHz。
超宽带无线电中的信息载体为脉冲无线电（IR,Impulse Radio)。
脉冲无线电是指采用冲激脉冲（超短脉冲）作为信息载体的无线电技术。
这种技术的特点是，通过对非常窄（往往小于1ns）的脉冲信号进行调制，以获得非常宽的带宽来传输数据。
UWB技术特点UWB 截获率/侦测率低抗干扰性能强发射功率小 消耗电能小传输速率高带宽极宽UWB测距技术原理1说到UWB 定位原理必须先从UWB 的测距原理说起双向飞行时间法（TW-TOF ，two way-time of flight ）每个模块从启动开始即会生成一条独立的时间戳。
模块A 的发射机在其时间戳上的Ta1发射请求性质的脉冲信号，模块B 接收机在其时间戳上的Tb1接收到该信号。
对信号加以一定的处理手段后，模块B 在Tb2时刻发射一个响应性质的信号，被模块A 在自己的时间戳Ta 时刻接收。
由此可以计算出脉冲信号再两个模块之间的飞行时间，从而确定飞行距离。
距离S=光速C ×［ （Ta2-Ta1) -（Tb2-Tb1)］A 模块B 模块Ta1Tb1Ta2Tb2再来接着更详细的把测距原理说清楚TOF测距方法属于双向测距技术，它主要利用信号再两个异步收发机（Transceiver）之间往返的飞行时间来测量节点间的距离。
超宽带（UWB）是一种无线技术，可以在短时间内以极低功率实现数据的高速传播。
超宽带有很多独特的技术特性，是具有极强竞争优势的短距无线传输技术。
但该技术在2002年之后才正式被大家关注，主要是该技术之前只能在军方使用，2002年2月，美国联邦通信委员会才正式批准可以用于民用。
UWB超宽带技术是一种无线载波通信技术，占有很宽的频谱范围，按照FCC的规定，从3.1GHz到10.6GHz之间的7.5GHz的带宽频率为UWB所使用的频率范围。
并且数据传输是依靠纳秒级的非正弦波窄脉冲，适用于高速、近距离的无线个人通信。
UWB是一种“特立独行”的无线通信技术，它将会为无线局域网LAN和个人局域网PAN的接口卡和接人技术带来低功耗、高带宽并且相对简单的无线通信技术。
1）抗干扰性能强UWB采用跳时扩频信号，系统具有较大的处理增益，在发射时将微弱的无线电脉冲信号分散在宽阔的频带中，输出功率甚至低于普通设备产生的噪声。
接收时将信号能量还原出来，在解扩过程中产生扩频增益。
因此，与IEEE 802.1la、IEEE 802.1lb和蓝牙相比，在同等码速条件下，UWB具有更强的抗干扰性。
2）传输速率高超宽带数据速率可以达到几十Mbit/s到几百Mbit/s。
有望高于蓝牙100倍，也可以高于IEEE 802.1la和IEEE802.1lb。
3）带宽极宽UWB使用的带宽在1GHz以上，高达几个GHz。
超宽带系统容量大，并且可以和目前的窄带通信系统同时工作而互不干扰。
这在频率资源日益紧张的今天。
开辟了一种新的时域无线电资源。
4）消耗电能小通常情况下，无线通信系统在通信时需要连续发射载波，因此，要消耗一定电能。
而UWB 不使用载波。
只是发出瞬间脉冲电波，也就是直接按0和1发送出去，并且在需要时才发送脉冲电波，所以消耗电能小。
5）保密性好UWB保密性表现在两方面：一方面是采用跳时扩频，接收机只有已知发送端扩频码时才能解出发射数据；另一方面是系统的发射功率谱密度极低。
超宽带及其应用超宽带技术的最初形式为脉冲无线通信，起源于20世纪40年代，从其出现到20世纪90年代之前，UWB技术主要作为军事技术在雷达和低截获率、低侦侧率等通信设备中使用。
近年来，随着微电子器件的技术和工艺的提高，UWB技术开始应用于民用领域。
超宽带通信是一种不用载波，而通过对具有很陡上升和下降时间的脉冲进行调制(通常，脉冲宽度在0.20-1.5ns之间)的一种通信，也称为脉冲无线电(Impulse Radio).时域(Time Domain)或无载波(Carrier Free)通信。
它具有GHz量级的带宽，并因其发射能量相当小，因此可能在不占用现在已经拥挤不堪频率资源的情况下带来一种全新的语音及数据通信方式。
超宽带要求相对带宽[4]比高出20%或者绝对带宽大于0.5GHz，其传输速率可超过100Mbps，具有这样特性的系统称为UWB系统。
图1.1 超宽带频谱图UWB由于占有带宽达到数GHz，即使传送路径特性良好也会产生失真，但其具有以下的优点，使得UWB仍然倍受重视。
1、抗干扰性能强：UWB采用跳时扩频信号，系统具有较大的处理增益，在发射时将微弱的无线电脉冲信号分散在宽阔的频带中，输出功率甚至低于普通设备产生的噪声。
接收时将信号能量还原出来，在解扩过程中产生扩频增益，因此，在同等码速条件下，UWB具有更强的抗干扰性。
2、传输速率高：UWB的数据速率可以达到几十Mbps到几百Mbps.3、带宽极宽：UWB使用的带宽在1GHz以上。
超宽带系统容量大，并目可以和目前的窄带通信系统同时工作而互不干扰。
4、消耗电能小：通常情况下，尤线通信系统在通信时需要联系发剔载波，因此，要消耗一定电能。
而UWB不使用载波，只是发出瞬时脉冲电波，则只在需要时才发送脉冲电波，所以消耗电能小。
5、保密性好：UWB保密性能表现在两方面:一方面是采用跳时扩频，接收机只有己知发送端扩频码时才能解出发射数据:另一方面是系统的发射功率谱密度极低，用传统的接收机无法接收。
超宽带（UWB）定位技术的前世今生文章来源：华星北斗智控随着通信技术的发展，无线定位技术越来越受到人们的青睐，在军事和民用领域得到了广泛的应用。
超宽带(Ultra Wide-band, UWB)技术凭借其众多的优势在无线定位技术领域特别是室内短距离定位领域发现了巨大的潜力。
1. UWB的概念2002年2月，美国联邦通信委员会(FCC)公布了超宽带无线通信的初步规范，正式解除了超宽带在民用领域的限制。
这在UWB的发展史上是划时代的事件，它极大地促进了相关的学术研究，也成为超宽带技术正式走向商业化的一个里程碑。
超宽带技术是一种脉冲无线电技术，它与传统的通信技术有很大差异，它不是利用载波信号来传输数据，而是通过收发信机之间的纳秒级极短脉冲来完成数据的传输。
FCC将超宽带信号定义为任何相对带宽不小于20%或者绝对带宽不小于500MHz并满足功率谱限制的信号。
其中和分别表示功率相对于峰值功率下降10dBm的高端和低端频率。
同时FCC为UWB分配了3.1 GHz ~10.6GHz共7.5GHz的频带，还对其辐射功率做出了比FCC Part 15.209更为严格的限制，将其限定在-41.3dBm频带内。
2. UWB信号的时频特征常见的UWB信号体制有三种：脉冲无线电(Impulse Radio, IR)，单载波调制直序列扩频超宽带(Direct Sequence Ultra Wideband, DS-UWB)和多载波调制多带正交频分多路复用(Multi-Band OFDM Alliance, MBOA)。
现代意义上的超宽带指的是脉冲无线电，不同于传统的载波通信技术，它是利用纳秒及纳秒以下具有非正正弦特性的极窄脉冲来进行数据交换。
从频域上讲，超宽带也与传统意义上的窄带和宽带不同，它的信号带宽更大。
一般来说，窄带信号指相对带宽(信号带宽和中心频率的比值)小于1%的信号，宽带信号指的是相对带宽在1%和20%之间的信号，而超宽带信号指的是相对带宽不小于20%，或者绝对带宽不小于500MHz的极短脉冲信号。
如下表所示从时域上讲，超宽带通信系统也有别于传统的射频载波通信系统。
传统的通信系统通过射频载波进行信号的调制，而UWB信号则是利用脉冲信号进行调制，而调制过程在一个非常宽的频带上完成，并以整个调制过程所持续的时间长度来决定信号的带宽。
3. uwb技术优势根据信号的定义及特点，UWB技术具有如下优势：(1)系统容量大，传输速度快根据香港信道容限公式，带宽越宽，系统的最大传输速率就越大。
传统的无线载波通信系统由于频带窄，必须采用多进制的调制方式才能使信号的传输速率达到100Mbps以上，这就要求信噪比在一个很高的水平上，同时也大大增加了系统构建的复杂性。
而UWB通信的带宽都在500MHz以上，其传输速率也达到1Gbps以上。
(2)发射功率低IR-UWB具有1GHz以上的频带宽度，极大的带宽保证了较低的发射功率。
在短距离无线通信应用中，发射机发射的UWB信号功率要低于1mW，这大大延长了电池寿命，保证了较长的系统工作时间，同时对人体的辐射危害也更小。
(3)多径分辨率高UWB信号采用持续时间很短的窄脉冲，具有较强的时间和空间分辨率，系统的多径分辨率高，整个系统能够充分利用发射信号的能量。
此外，UWB信号具有良好的抗多径性能，对于信道衰减不敏感，接收机通过分级便可以获得很强的康衰减能力，在室内或者建筑物比较密集的场合可以获得良好的定位效果，同时在进行测距、定位、跟踪时也能达到更高的精度。
(4)系统保密性好UWB发射功率低，仅在1mW以下。
它可以把信号弥散在一个极宽的频带范围内，对于一般的通信信号而言，UWB信号类似于白噪声可以安全低隐藏起来;而UWB信号的功率谱密度要低于普通的环境噪声，要将UWB信号从环境噪声中甄别出来不是一件容易的事情，这很好地保证了UWB信号的安全性。
(5)穿透能力强窄脉冲具有很强的穿透能力，可以帮助比如警察搜寻隔墙的逃犯，以及解救那些被围困在建筑物里面的人们。
(6)定位精度高UWB信号具有超宽频带的特性，使得UWB系统的距离分辨精度是其他系统的成千上百倍。
UWB信号的距离分辨能力可达到厘米级，这是其它窄带系统望尘莫及的。
依赖于上述这些优点，UWB信号可以轻松穿透常见障碍物的阻隔，并能准确测距定位，因此可以用来构建具有较强通信和测距定位功能的无线定位系统，广泛应用于消防、智能化工厂、机场安检、军事训练等领域。
4. UWB技术应用UWB技术最早出现在上世纪60年代，主要用于军事雷达。
由于它具有隐蔽性好、传输速率高、系统容量大、功耗低、抗干扰能力强等诸多优势，逐渐应用于通信和定位领域。
特别是FCC在解除UWB在民用领域的限制后，UWB得到了迅速的发展，常见的应用领域如下：(1)通信UWB是一种无线脉冲通信技术，它可以在较短的距离内实现Mbps到Gbps 的传输速率，并且抗干扰能力强，广泛应用于室内通信和无线高速LAN等。
(2)雷达作为UWB的最早应用领域，雷达应用已发展的相当成熟。
UWB具有较高的空间分辨率，一般低于目标尺寸，使其具有较强的目标识别能力和空间分辨能力。
雷达的主要应用有：探地雷达、穿墙雷达和道路检测等。
(3)定位军事上，利用UWB技术准确地获得士兵和特警在室内的位置，提高了军队武装的战斗力；民用方面，市面上常见的智能防丢设备也是借助于嵌入其内的UWB芯片来获得准确的距离和位置信息，来保证老人和儿童的人身安全，监狱服刑人员外诊的监控定位也是利用UWB的定位功能。
随着UWB通信技术的不断发展，很多军用和民用场合都需要借助于UWB技术的定位优势来获得精确的位置信息，比如事故现场搜救、室内人员定位等。
同时伴随着UWB技术的进步和市场的需求，新的定位业务势必不断涌现。
总之，随着UWB技术的不断发展，UWB应用前景将一片光明。
5. uwb定位原理无线定位系统要实现精确定位，首先要获取定位解算所需的参数信息，然后构建相应的解算模型，根据这些参数信息和模型求解定位目标的准确位置。
UWB 具有超高的时间和空间分辨率，保证其可以准确获得待定位目标的时间和角度信息，时间信息可以转化为距离信息，最终求得待定位目标的位置。
6. uwb定位精度的影响因素uwb定位技术是利用脉冲无线电进行测距和测向的。
无线电波在传输过程中会受到诸多因素如多路径效应和NLOS的影响。
此外定位区域的定位精度还会受到UWB传感器的布设方式和穿透性等因素的影响。
(1)传感器布设方式对定位精度的影响在实际的定位精度解算过程中，传感器个数增多意味着冗余信息的增多，丰富的冗余信息可以进一步地减小定位误差。
但是定位精度并不会随着传感器最佳不断增大，当传感器增加到一定数量后，继续增加传感器对定位精度的贡献并不大。
并且传感器个数的增加意味着设备代价的加大。
因此怎样在传感器个数和定位精度之间找到平衡从而合理布设UWB传感器是研究传感器布设对定位精度影响的重点。
(2)多路径效应的影响UWB信号在传播过程中会受到周围环境如墙壁、玻璃和桌面等室内物品的反射和折射，产生多路径效应。
信号在延迟、幅值和相位等方面的变化，从而产生能量衰减，信噪比下降，导致首达信号并非直达信号，引起测距误差，定位精度也随之下降。
因此，有效地抑制多路径效应可以提高定位精度，目前抑制多径的方法主要有MUSIC、ESPRIT和边缘检测等技术。
(3)NLOS影响视距传播(LOS)是保证信号测量结果准确的首要和前提条件，当移动定位目标和基站之间不能满足条件时，信号的传播只能在折射和衍射等非视距条件下完成。
此时首达脉冲的时间并不代表TOA的真实值，首达脉冲的方向也不是AOA 的真实值，这样就会造成一定的定位误差。
目前消除非视距误差的方法主要有Wylie法和相关消除法。
(4)人体对定位精度的影响人体的主要成分是水，水对UWB无线脉冲信号具有较强的吸收作用，导致信号强度衰减，测距信息存在偏差，影响最终的定位效果。
7、Uwb定位系统组成松开的记忆，飘落的莫名的尘埃，像起伏的微风，拂过脑海，留下一份情愁。
一条街，没有那些人，那些身影，却能来回徘徊穿梭。
街，行走时，纵然漫长，漫长，有时只为听一颗流动的心的呓语。
沉默，倔强，回望，忘记，记住，一切像断了的弦，有时希望生活简单就好，有时却又莫名的颓废其中。
有些路，只能一个人走；有些事，只能一个人去经历。
粗读加缪、萨特的存在主义，它告诉我，人就是非理性的存在。
光秃秃的枝桠、清寂的清晨、流动的阳光，飘落于心，或快意，或寂寥，映照心境，然而，有时却只属于那一刻。
总之，一切只是心情。
人生的画面一幅幅地剪辑，最后拼凑出的是一张五彩斑斓的水彩画，有艳丽的火红色，凝重的墨黑以及一抹忧郁的天蓝色。
人的记忆很奇特，那些曾经的过往，就像一幅幅的背景图，只有一个瞬间，却没有以前或以后。
比如，只能记得某个瞬间的微笑，只能在记忆的痕迹寻觅某时刻骑着单车穿过路口拐角的瞬间，却都不知晓为何微笑，为何穿过街角。
一切，有时荒诞得像一场莫名情景剧。
然而，这就是生活。
曾经的梦，曾经的痛，曾经的歌，曾经的热情相拥，曾经的璀璨星空。
也许，多年以后，再也见不到的那些人，和着记忆的碎片飘荡而来，曾经伴着我们走过春华秋实。
天空蔚蓝，杜鹃纷飞，飞过季节，曾经萍水相逢，欢聚一堂，蓦然回首，唯歌声飘留。
让人忆起《米拉波桥》里的诗句：夜幕降临，钟声悠悠，时光已逝，唯我独留。
人在天涯，绵绵的思绪随着微风飘浮，从布满礁石的心灵海滩上穿过千山万水，来到游荡的身躯里，刻下一篇篇笺章。
而这，或许在多年以后，当再次翻动时，原以为什么都已改变，松开的记忆，飘落的莫名的尘埃，像起伏的微风，拂过脑海，留下一份情愁。
一条街，没有那些人，那些身影，却能来回徘徊穿梭。
街，行走时，纵然漫长，漫长，有时只为听一颗流动的心的呓语。
沉默，倔强，回望，忘记，记住，一切像断了的弦，有时希望生活简单就好，有时却又莫名的颓废其中。
有些路，只能一个人走；有些事，只能一个人去经历。
粗读加缪、萨特的存在主义，它告诉我，人就是非理性的存在。
光秃秃的枝桠、清寂的清晨、流动的阳光，飘落于心，或快意，或寂寥，映照心境，然而，有时却只属于那一刻。
总之，一切只是心情。
人生的画面一幅幅地剪辑，最后拼凑出的是一张五彩斑斓的水彩画，有艳丽的火红色，凝重的墨黑以及一抹忧郁的天蓝色。
人的记忆很奇特，那些曾经的过往，就像一幅幅的背景图，只有一个瞬间，却没有以前或以后。
比如，只能记得某个瞬间的微笑，只能在记忆的痕迹寻觅某时刻骑着单车穿过路口拐角的瞬间，却都不知晓为何微笑，为何穿过街角。
一切，有时荒诞得像一场莫名情景剧。
然而，这就是生活。
曾经的梦，曾经的痛，曾经的歌，曾经的热情相拥，曾经的璀璨星空。
也许，多年以后，再也见不到的那些人，和着记忆的碎片飘荡而来，曾经伴着我们走过春华秋实。
