UWB（超宽带）与蓝牙 AoA（到达角）定位

作者： Feasycomr      发布时间：2023-03-14 09:28

UWB（超宽带）是一种无线通信技术，它使用很大一部分电磁频谱在短距离内传输数据。它的特点是能够以非常高的速度传输大量数据，并且功耗非常低。UWB 通常用于雷达系统、射频识别 (RFID) 和一般无线通信等应用中。它还用于基于位置的服务、医疗设备和汽车技术。

超宽带是如何工作的？
一旦配备 UWB 无线电的设备（例如智能手机、腕带或智能钥匙）进入另一个 UWB 设备的范围内，这些设备就会开始测距。测距是通过在设备之间执行飞行时间 (ToF) 测量来完成的。TOF 是通过测量挑战/响应数据包的往返时间来计算的。根据应用类型（例如，在资产跟踪、设备定位的情况下），移动或固定 UWB 设备计算设备的精确位置。对于运行室内导航服务的设备，它需要知道其相对于固定 UWB 锚点的位置，并计算其在区域地图上的位置。

 

UWB 使用非常大的信道带宽 (500 MHz)，每个脉冲的短脉冲约为 2 ns；这有助于实现厘米精度。UWB 定位过程瞬间发生，因此可以非常准确地实时跟踪移动设备的移动。



UWB 技术提供了许多独特的特性，使其对各种应用具有吸引力：
1. 高数据速率：UWB 可以以非常高的速度传输数据，高达每秒几千兆位，使其成为视频流和高速文件等应用的理想选择转移。

2. 低功耗：UWB 使用非常低的功率，使其成为电池供电设备的绝佳选择，例如智能手机和可穿戴设备。

3、高精度定位：UWB可以提供精确的定位和位置跟踪，精度可达几厘米，非常适合用于室内导航和资产跟踪系统。

4、抗干扰性：UWB使用频率范围广，对其他无线信号的干扰敏感性低，确保在拥挤环境下的可靠通信。

5. 安全性：UWB 采用独特的调制方案，难以拦截或干扰，为敏感数据传输提供更高的安全性。

6. 多频段支持：UWB 支持多个频段，使其能够在全球不同地区运行，并为特定应用选择最佳频段提供了灵活性。

7. 低延迟：UWB 具有非常低的延迟，非常适合时间关键型应用，例如实时通信和控制系统。

AoA 代表到达角。AoA 定位是一种使用信号在多个点的到达角度来确定源位置的技术。它是一种用于各种应用的方法，例如导航系统、无线通信网络和雷达系统。在 AoA 定位中，多个天线或传感器被策略性地放置以接收来自不同角度的信号。然后测量每个天线的信号到达角度，并使用它来确定源的位置。AoA 定位很有用，因为它可以在 GPS 信号微弱或不可用的区域提供准确的位置信息。


AoA定位的应用

1. 资产追踪：

AoA 定位系统可用于定位和跟踪贵重资产（如设备或库存）的移动。这可以帮助企业提高效率、减少损失并优化资产利用率。

 

2. 智慧医疗：

AoA 定位系统可用于定位和跟踪医疗设备，并协助患者跟踪和护理。这可以帮助医疗保健提供者改善患者的治疗效果并降低出错风险。

 

3、室内导航：

AoA 定位系统可以提供实时方向并帮助用户在复杂的室内环境中导航。它可以用于室内导航，通过使用 BLE 信标信号的方向来确定设备的位置。

这可以通过在整个建筑物的固定位置安装 BLE 网关，然后使用来自这些信标的 AoA 信息来三角测量设备的位置来实现。该设备然后可以使用此信息来显示建筑物的地图并引导用户到达目的地。

 

4、实时定位系统：

通过在整个建筑物的固定位置安装 BLE 定位器，可以通过测量信标信号的信号强度和方向来实时确定设备的位置。

然后，这些信息可用于跟踪建筑物内人员或资产的位置和移动，提供有价值的见解并支持一系列应用，例如资产跟踪、安全和安保以及寻路。UWB与蓝牙AOA定位

对比：

1、定位精度对比
UWB可以做到0.1-0.3米的精度，是蓝牙AoA定位的2倍。在实际场景中，UWB穿透障碍的能力比蓝牙强；UWB无线定位的有效传输距离超过10m，约为蓝牙AoA定位的两倍。

2、基站数量

UWB-AoA1：20个蓝牙AOA（开阔环境，1200平米，3M天花板）。

UWB-AoA2：单基站覆盖半径>20m，安装高度无要求。

蓝牙AOA：单基站覆盖半径为安装高度的1~2倍。

3、成本与趋势对比
三星、小米、苹果、OPPO、vivo、谷歌已经发布或将发布大量集成UWB的手机和消费电子产品。UWB的市场趋势正在形成。随着UWB进入手机生态，国内外众多初创企业都在大幅降低UWB芯片的成本，并逐步向蓝牙芯片的价格靠拢。蓝牙相对于UWB的成本和普及优势正在丧失，蓝牙相对于UWB的物理性能局限性将更加突出。

飞易通信从2013年开始专注于beacon技术，我们正在研究UWB/Bluetooth AoA Beacon。我们最近发布了 Feasy Cloud，旨在提供端到端的解决方案。如果您有任何疑问，请随时联系飞易通。