超宽带无线电产生准确的室内定位

位置已成为移动应用程序的核心方面。许多与地图或导航无关的应用程序正在使用位置来增强它们提供的服务。但是，直到最近，位置感知对于电子设备来说并不容易。GPS 芯片只能在室外工作，而在室内使用蓝牙或 Wi-Fi 进行定位很难实现，而且通常不够准确，无法派上用场。但现在，工作频率为 3.5 至 10.0 GHz 的超宽带 (UWB) 无线电能够在电子设备中实现高度准确的位置感知。

当今智能手机中的定位技术只能在没有 GPS 的室内确定其位置，精度为 2 到 5 米，通常高达 8 米。它不准确的原因是他们通过测量智能手机和固定装置之间的 Wi-Fi 或蓝牙信号的信号强度来估计位置。从理论上讲，信号强度可以很好地指示设备与无线电单元的距离，因为越远会导致信号越弱。然而，在实践中，很难知道信号微弱是由于距离无线电单元较远，还是由于电话和无线电单元之间的架子或墙壁造成无线电信号干扰。

UWB 无线电现已上市，带来了 10 厘米（3.94 英寸）精度的无线定位跟踪的巨大变化。UWB 无线电从一开始就被设计为在测量距离和位置方面优于 Wi-Fi 或蓝牙。UWB 系统不是使用信号强度来估计距离，而是测量给定无线电波在移动设备和固定无线电单元之间传播所需的时间，从而提供更准确的结果。UWB 还可以更快地测量位置，而不会出现基于 Wi-Fi 或蓝牙的系统中的延迟。

而且，UWB 技术可在单个芯片中使用，可轻松集成到设备中。电子产品制造商可以将这种芯片或更容易集成的模块集成到他们的产品中，使他们能够以非常高的精度确定自己在室内的位置。该芯片也是低功耗的，特别是由于快速的数据速率和快速循环到待机。

电子制造商现在正在努力将 UWB 位置测量集成到各种产品中。这包括用于医院、工厂和仓库的资产跟踪系统，精确知道其他无人机距离的无人机，在运动员在场地上移动时将相机准确对准运动员所在位置的相机三脚架；家用和工业机器人等等。

UWB 还用于增强常见的消费者应用。目前正在开发的例子包括一个导游应用程序，它可以准确地知道一个人正在看哪个博物馆的展品，一个安全支付应用程序，它允许设备仅在收银员一米范围内进行支付，一个零售应用程序，提供送货服务面向站在意大利面前面的顾客和许多其他人的意大利面酱折扣优惠券。UWB 的高精度定位使这些应用程序能够提供使用当今智能手机技术无法实现的服务水平。

超宽带收发器的一个例子是 Decawave 的 DW1000 IC。该收发器符合 IEEE 802.15.4 标准，尺寸仅为 6 x 6 毫米，可在室内实时定位物体，精度为 10 厘米，并提供高达 6.8 Mbits/s 的数据速率。得益于相干接收器技术，它的通信范围可达 300 m 视距。该芯片采用SPI接口，工作温度范围为-40°至85°C。还提供了一个模块 - DWM1000 - 包括天线、电源管理和时钟控制，这进一步减少了所需的设计工作量。

　　审核编辑：汤梓红