超宽带UWB室内定位技术简介
UWB技术用于室内定位较之 WiFi、ZigBee、RFID等优势突出，前景相当乐观，尤其适合室内高精度跟踪定位。这是因为UWB 是以极窄脉冲传输数据的短距离无线载波通信技术，由于抗干扰、低功耗、低截获、强穿透等优点，尤其适合室内高精度定位，使用时对UWB参考点与移动目标上的UWB 标签进行距离、时间的解算，从而可获得厘米级的精度，该技术广泛用于工厂定位、交通枢纽、物流管理、电力巡检等领域，市场空间巨大。UWB 技术与互联网结合，三维地图形成协同，更是有望涉足智能家居、可穿戴设备市场，可预见超宽带室内定位系统的智能化将是必然趋势。
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式可以准确获得待定位目标的时间和空间信息，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。
基于 UWB 的定位技术通常采用测向和测距来实现定位，按照其测量参数的不同可以外为3种方法：基于接受信号强度 （Received Signal Stength, Rss）的检测方法、基于到达角度（Angle Of Arrival, AOA）估计的检测方法和基于到达时间（Time/Time Difference Of Arrival, TOA/TDOA） 估计的检测方法。
3种常用的UWB定位方法中基于A0A的检测方法属于侧向技术，需要多阵列天线或波束形技术等，增加了系统成本，而且定位的精度也取决于波到达角度的估计；基于RSS 的方法则依赖于线路损耗模型，精度和节点间的间距密切相关，对信道的环境极为敏感，鲁棒性较低；和前两种方法相比，基于 TOA/TDOA 的检测方法是通过估计信号到达时延或时延差从而来计算发射与接收两端的距离或距离差，这种方法充分利用了超宽带信号高的时间分辨率，能体现超宽带在精确定位方面的优势，在目前的研究中受到较多的关注。
典型的超宽带室内定位系统如图所示，该系统采用基于 TDOA 的检测方法。系统主要由标签（Tags）、接收机和中心处理器三部分构成，每个接收机都与中心处理器相连，它们都被固定在已知的位置，并且接收机到处理器的传输时延已知。标签在空间的位置是未知的，每隔一段时间标签就发送一次定位信号。系统简化的工作流程如下：
（1）标签向接收机发送定位信号。
（2）各个接收机检测到标签发送的定位信号并将其发送给中心处理器。
（3）中心处理器收到传输的时间差，通过某种特定的算法，就可推算出标签的位置。
标签发射电路的时钟读出存储器中的伪随机调制编码信息，用来控制调制电路中脉冲间隔的变换。经过伪随机码调制的时钟序列激励窄脉冲产生电路产生窄脉冲，然后通过天线发射出去。在某些特殊的场合要求较高的探测距离，则需要在窄脉冲产生器的后端连接脉冲放大电路，对脉冲进行放大，之后再利用天线辐射向室内空间。UWB 接收机在系统时钟的控制下接收标签电路发射的 UWB信号。由于电磁波在辐射的过程中，会混杂入各种噪声和其他干扰信号，所以，必须将无用信号过滤出去，得到包含有用信息的信号。其次，因为脉冲的宽度极窄，必须先对接收到的信号等效采样，然后才能进行筛选，提取有效信息。最后经过中心处理单元特定的定位单法，得到精确的标签位置信思。簡而首之，超黨带定位素統熊是产生、发射、接收和处理极窄脉冲信号的无线电系统，而定位标签在整个系统的功能是产生和发射定位信号，是超宽带室内定位系统的基础，在整个系统中占有举足轻重的地位，因此，研究和设计出性能良好的超宽带定位标签对超宽带室内定位系统的发展具有重要的意义。
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