1 什么是超寬帶技術(shù)（UWB）？

超寬帶技術(shù)可以在通常長達(dá) 20 米的距離內(nèi)實(shí)現(xiàn)高精度定位。將多個(gè) UWB 無線電設(shè)備組合成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)后，UWB技術(shù)可以用來識別附近配備UWB技術(shù)的移動設(shè)備的準(zhǔn)確位置。

超寬帶（UWB）是一種短距離無線通信協(xié)議，類似于 Wi-Fi 或藍(lán)牙，使用 3.1 至 10.5 千兆赫頻譜上的短脈沖無線電波。

術(shù)語 UWB 指帶寬 (BW) 大于或等于 500 MHz 或分?jǐn)?shù)帶寬 (FBW) 大于 20%（FBW = BW/fc，其中 fc 為中心頻率）。  

2 UWB技術(shù)如何工作？

超寬帶技術(shù)使用 499.2MHz 的超高帶寬。相比之下，Wi-Fi 只使用大約 20 到 160MHz 的帶寬，藍(lán)牙則只有 80Mhz。其他無線電技術(shù)為了提高數(shù)據(jù)傳輸速率或同時(shí)使用多個(gè)數(shù)據(jù)通道而將可用帶寬分割成多個(gè)小塊，而超寬帶波技術(shù)則將全部可用帶寬用于傳輸極短的無線電波脈沖。UWB 的脈沖持續(xù)時(shí)間僅為兩個(gè)納秒，只是其他無線無線電應(yīng)用中數(shù)據(jù)傳輸脈沖持續(xù)時(shí)間的一小部分。由于無線電波以光速傳播，因此保持盡可能短的脈沖持續(xù)時(shí)間是準(zhǔn)確計(jì)算實(shí)際距離的關(guān)鍵。由于[敏感詞]測量只需要極少量的 UWB 脈沖，因此 UWB 無線電可用于幾乎即時(shí)提供定位信息或?qū)σ苿游矬w進(jìn)行實(shí)時(shí)實(shí)時(shí)跟蹤，而不會出現(xiàn)延遲時(shí)間過長的缺點(diǎn)。

3 UWB技術(shù)的優(yōu)勢

• 與傳統(tǒng)的窄帶系統(tǒng)相比，UWB 信號的帶寬非常寬，因此室內(nèi)性能更為出色。
• 低于環(huán)境噪聲的低頻譜密度確保了較低的信號檢測概率，提高了通信的安全性。
• 使用 UWB 可以在短距離內(nèi)傳輸高數(shù)據(jù)速率。
• UWB 系統(tǒng)可與已部署的窄帶系統(tǒng)共存。
• 寬帶寬可抵御密集環(huán)境中的信道效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)非常精細(xì)的時(shí)空分辨率，從而實(shí)現(xiàn) UWB 節(jié)點(diǎn)的高精度室內(nèi)定位。
• UWB 技術(shù)為車主帶來的最大希望是車鑰匙的[敏感詞]定位。隨著汽車安裝了超寬帶波分天線，它們將能夠即時(shí)、[敏感詞]地識別其他配備超寬帶波分天線的設(shè)備，比如安裝在口袋里手機(jī)上的數(shù)字鑰匙。您的汽車將能識別出您何時(shí)靠近，并自動解鎖、打開車燈，甚至啟動預(yù)先配置的個(gè)性化設(shè)置。
• UWB 技術(shù)還能杜絕中繼攻擊，即使車鑰匙在攜帶過程中處于移動狀態(tài)。原因是 UWB 芯片始終在測量車鑰匙與汽車之間的直線距離（測量光速），因此，如果車鑰匙不在車內(nèi)，就會阻止汽車發(fā)動機(jī)啟動。

• 皮秒范圍內(nèi)的超短脈沖，同時(shí)覆蓋所有頻率（也稱為脈沖無線電）
• 將整個(gè) UWB 帶寬細(xì)分為一組寬帶正交頻分復(fù)用 (OFDM) 信道

第一種方法成本效益高，但信噪比降低。一般來說，脈沖無線電傳輸不需要使用載波，這意味著與傳統(tǒng)的窄帶收發(fā)器相比降低了復(fù)雜性（即收發(fā)器結(jié)構(gòu)更簡單），因?yàn)樾盘栔苯油ㄟ^ UWB 天線輻射。

第二種方法能更有效地利用頻譜，提供更好的性能和數(shù)據(jù)吞吐量，但復(fù)雜性（即需要信號處理）和功耗卻有所增加。

這兩種方法的選擇取決于應(yīng)用。

5 展望

如今，許多旗艦智能手機(jī)和智能手表都采用了 UWB 技術(shù)，越來越多的消費(fèi)類產(chǎn)品和汽車制造商也已經(jīng)或正在將該技術(shù)用于數(shù)字鑰匙和占用檢測技術(shù)。其他現(xiàn)有應(yīng)用包括超[敏感詞]室內(nèi)定位/導(dǎo)航、零售和工業(yè)空間資產(chǎn)跟蹤、消費(fèi)設(shè)備的 "查找我的應(yīng)用 "功能。

這些初步應(yīng)用只是 UWB 潛力的冰山一角。未來的發(fā)展將涵蓋車輛間通信，以實(shí)現(xiàn)更安全、更低延遲的自動車輛協(xié)調(diào)和完全自動駕駛車輛協(xié)調(diào)。此外，UWB 技術(shù)還能廣泛應(yīng)用于近距離探測，推動智能停車功能、行人和騎車人的防撞功能，并實(shí)現(xiàn)與汽車傳感器（如胎壓監(jiān)測系統(tǒng)）的無線車載通信。


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