超寬帶UWB室內定位技術簡介
UWB技術用于室內定位較之 WiFi、ZigBee、RFID等優勢突出，前景相當樂觀，尤其適合室內高精度跟蹤定位。這是因為UWB 是以極窄脈沖傳輸數據的短距離無線載波通信技術，由于抗干擾、低功耗、低截獲、強穿透等優點，尤其適合室內高精度定位，使用時對UWB參考點與移動目標上的UWB 標簽進行距離、時間的解算，從而可獲得厘米級的精度，該技術廣泛用于工廠定位、交通樞紐、物流管理、電力巡檢等領域，市場空間巨大。UWB 技術與互聯網結合，三維地圖形成協同，更是有望涉足智能家居、可穿戴設備市場，可預見超寬帶室內定位系統的智能化將是必然趨勢。
無線定位系統要實現精確定位，首先要獲取定位解算所需的參數信息，然后構建相應的解算模型，根據這些參數信息和模型求解定位目標的準確位置。UWB 具有超高的時間和空間分辨率保證式可以準確獲得待定位目標的時間和空間信息，時間信息可以轉化為距離信息，最終求得待定位目標的位置。
基于 UWB 的定位技術通常采用測向和測距來實現定位，按照其測量參數的不同可以外為3種方法：基于接受信號強度 （Received Signal Stength, Rss）的檢測方法、基于到達角度（Angle Of Arrival, AOA）估計的檢測方法和基于到達時間（Time/Time Difference Of Arrival, TOA/TDOA） 估計的檢測方法。
3種常用的UWB定位方法中基于A0A的檢測方法屬于側向技術，需要多陣列天線或波束形技術等，增加了系統成本，而且定位的精度也取決于波到達角度的估計；基于RSS 的方法則依賴于線路損耗模型，精度和節點間的間距密切相關，對信道的環境極為敏感，魯棒性較低；和前兩種方法相比，基于 TOA/TDOA 的檢測方法是通過估計信號到達時延或時延差從而來計算發射與接收兩端的距離或距離差，這種方法充分利用了超寬帶信號高的時間分辨率，能體現超寬帶在精確定位方面的優勢，在目前的研究中受到較多的關注。
典型的超寬帶室內定位系統如圖所示，該系統采用基于 TDOA 的檢測方法。系統主要由標簽（Tags）、接收機和中心處理器三部分構成，每個接收機都與中心處理器相連，它們都被固定在已知的位置，并且接收機到處理器的傳輸時延已知。標簽在空間的位置是未知的，每隔一段時間標簽就發送一次定位信號。系統簡化的工作流程如下：
（1）標簽向接收機發送定位信號。
（2）各個接收機檢測到標簽發送的定位信號并將其發送給中心處理器。
（3）中心處理器收到傳輸的時間差，通過某種特定的算法，就可推算出標簽的位置。
標簽發射電路的時鐘讀出存儲器中的偽隨機調制編碼信息，用來控制調制電路中脈沖間隔的變換。經過偽隨機碼調制的時鐘序列激勵窄脈沖產生電路產生窄脈沖，然后通過天線發射出去。在某些特殊的場合要求較高的探測距離，則需要在窄脈沖產生器的后端連接脈沖放大電路，對脈沖進行放大，之后再利用天線輻射向室內空間。UWB 接收機在系統時鐘的控制下接收標簽電路發射的 UWB信號。由于電磁波在輻射的過程中，會混雜入各種噪聲和其他干擾信號，所以，必須將無用信號過濾出去，得到包含有用信息的信號。其次，因為脈沖的寬度極窄，必須先對接收到的信號等效采樣，然后才能進行篩選，提取有效信息。最后經過中心處理單元特定的定位單法，得到精確的標簽位置信思。簡而首之，超黨帶定位素統熊是產生、發射、接收和處理極窄脈沖信號的無線電系統，而定位標簽在整個系統的功能是產生和發射定位信號，是超寬帶室內定位系統的基礎，在整個系統中占有舉足輕重的地位，因此，研究和設計出性能良好的超寬帶定位標簽對超寬帶室內定位系統的發展具有重要的意義。
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