Banda ultra ancha(超宽带)

Implementación de los estándares más recientes para localización y estimación de distance cia de alta resolución y corto alance

La banda ultra ancha (UWB) es el estándar inalámbrico más实用工具localización y estimación de遥远的地方resolución y corto alcance, además de comunicación de datos。UWB es una tecnología de radio poror pulso con un ancho de banda mínimo de 500 MHz que opera tanto por debajo del GHz como en el rango entre los 3,1 y los 10,6 GHz。

Además, tiene una densidad spectrum de potential máxima de -41,3 dBm/MHz en todas las recuencias, muy sub la de Wi-Fi, Bluetooth®、无线个域网®y全球定位系统(GPS),寻找与之相关的干扰señales inalámbricas阿西姆斯莫,我们的伙伴(<2纳斯)在transmisión,我们有一个免疫的国家,我们的国家múltiples我们的国家ubicación我们的国家estimación我们的远方。

La banda UWB también soporta otras aplicaciones,故事como:

  • Control de acceso seguro
  • 帕果-帕果inalambricos原本准备
  • Sensores de salud inalámbricos
  • Comunicación de dispositivo一个dispositivo

阿尔古纳斯características de la banda UWB que permiten estas funonalidades son:

  • Rango de ancho de banda: entre 500 MHz y 1,3 GHz;Duración del pulso: <2 ns
  • 安全的时代的历史(STS) para comunicación segura
  • repetición de pulso (PRF)媒体入口3,9 MHz y 249,6 MHz para didiciones de canal, con un pico de 499,2 MHz
  • 我们的愿望protección我们的愿望modulación我们的愿望与愿望之间的联系múltiples
  • Código SECDED(简单错误校正器)para preámbulo, y código里德-所罗门para la carga útil, con código convolucional de½velocidad y una longitude restringida 3 o 7

超宽频con MATLAB

喝水可以utilizar拉librería de通信工具箱™para Zigbee®y超宽频de MATLAB®超宽带可能实现的功能计算方法与比例参考的计算方法códigoMATLAB.Puede utizar MATLAB para implementar la última revisión (15.4z) o la revisión front (15.4a) de banda ultra ancha。También puede emplear MATLAB para simular diversos算法localización y estimación de distance利用ejemplos de generación de formas de onda de UWB, simulación de transctor de UWB de extremo a extremo, y localización y estimación de distance。

Especificaciones超宽频

产品名称:asciificones de bananda ultra ancha se propusieron原产地:revisión 15.4a del estándar IEEE 802.15.4a。Esta revisión incorporated a la capa física (PHY) de la recuencia de repetición del pulso de alta velocidad (HRP)。La capa física de La recuencia de repetición de pulso de baja velocidad (LRP) se intrdujo posterormente en La revisión 15.4f。La última mejora se propuso en La revisión 15.4z, que co a modos para disposivos mejorados con capacidad de alance y prestaciones de seguridad para las capas físicas de HRP y LRP存在。

MATLAB比例,ejemployment,实现los siguientes modos:

  • Frecuencia de repetición de pulso básica (BPRF), donde la Frecuencia media es de 62,4 MHz
  • repetición de pulso alta (HPRF), donde la frerecuenccia media es de 124,8 MHz o 249,6 MHz

“安全的时代”(STS)提供了一个安全的环境,介绍了一个安全的环境estándar IEEE 802.15.4z为数据的集成提供了一个平台。La transmisión del campo STS es oponal para los modos BPRF y HPRF。

La Figura 1 muestra el esquema de representación y modulación de 802.15.4a。Se效用el bit sistemático del codificador convolucional para identiar uno de los dos posbles intervalos de modulación de posición del trenn de pulsos (TBPM).La transmisión我是一个人,我是一个人,我是一个人。Después de expandirse enN体外循环(chips por trenn de pulsos), se utiliza el bit de paridad para modular los pulsos de banda ultra ancha con modulación por desplazamiento de fase binaria (BPSK)。posición我是一个勇敢的人我是一个勇敢的人我是一个安全的人expansión。Todas las transmisones están protegidas con un intervalo de protecciónEn el ejemplo de MATLAB degeneración de formas de onda HRP de超宽带参数IEEE 802.15.4a/zSe modelan estos aspectos dela señal。

Figura 1。Modulación de posición del trenn de pulsos y BPSK en el estándar IEEE 802.15.4a。

Figura 1。Identificación de la modulación de posición del trenn de pulsos y BPSK en el estándar IEEE 802.15.4a。

En la Tabla 1 se比较las修订版del estándar IEEE 802.15.4 para la banda UWB。

修正德超宽频 开车戴拿督 班达(GHz) Modulacion 卡索practicos
15.4 < 27 Mbps <1 y entre 3,1 y 10,6 Modulación de posición del trenn de pulsos (BPM) y BPSK Automatización doméstica e工业,alcance
15.4度 < 1 Mbps的 <1 y entre 6,3 y 9,2 Modulación por posición de pulso (PPM), modulación digital de amplud (OOK) Aplicaciones de estimación de distancia, identificación por radiofrecuencia (RFID)激活物联网(IoT) de bajo消费
15.4 z < 27 Mbps <1 y entre 3,1 y 10,6 Combinación de expansión, BPSK e intervalos de protección 控制所有人的自由,为人民服务ubicación,为人民服务comunicación

手鼓1。Estandares de超宽频。

Transceptor de超宽频

La Figura 2 muestra untransceitor de UWB。这是一种传递信息的方式información清醒的速度,经度duración del preámbulo。En el encabezado PHY se利用codificación SECDED。我们的carga útil recibida por la capa superior se utiliza codificación Reed-Solomon。El estándar 802.15.4z合并un campo STS可选的数据集成方式。又bloque del codificador convolucional de½开车y初步longitud restringida 3 o 7 codifica el变窄位concatenado什么货币de la转换simbolos complejos realizada为什么联合国asignador de simbolos,也扩展部分我们使用una secuencia de扩张y una longitud de芯片。Después圣圣星的脉冲星,la señal de banda ultra ancha se transmite de forma inalámbricaPara obtener un ejemplo de implementación de estos pasos,领事Generación de formas de onda HRP de超宽带参数IEEE 802.15.4a/z

超宽带的受体是探测器energía简单的实现,与图像特异传输,与引物块,与滤液integración y descarga。Para obtener un ejemplo de implementación complete ta de un transeptor, consulteSimulación极值a极值超宽带参数IEEE 802.15.4a/z

Figura 2。Transceptor de超宽频

Figura 2。Uso de untransceitor de UWB。

Localización y estimación de distancia de UWB

MATLAB admite técnicas de localización y estimación de distancia utilizdo tramas de capa física y control de access al medium (MAC) compatibles con estándar IEEE 802.15.4 y la revisión IEEE 802.15.4z。Tres de las técnicas más utilzadas para estimar la distancia son:

  • Técnica SS-TWR (estimación de distance cia双向lado): un dispositivo estima la distance cia entre dos disposivos utilizdo la transmisión de tramas en ambas direcciones de enlace inalámbrico 802.15.4z
  • Técnica DS-TWR (estimación de distance two - directional de dos lados):派遣的救护车估计在远方的入口sí使用的救护车transmisión在远方的救护车inalámbrico 802.15.4z
  • Estimación de OWR/TDOA(单向的距离/时间上的差异和legada): localización关于红色的和有安排的,有交流的,有关于中国的,有估计的,有估计的posición

Para obtener ejemployment de MATLAB清醒SS-TWR,咨询Estimación de distancia con UWB utilzando IEEE 802.15.4z.关于OWR/TDOA,咨询Localización con UWB utilzando IEEE 802.15.4z

好了,我们能在当地找到解决问题的办法periódicamente我们的解决之道。我们有自己的想法,有自己的想法periódicos我们有自己的想法hiperbólica。La interseccion德所有的表面hiperbolicas(之间每uno de los削减de nodo sincronizados) proporciona La estimacion de La ubicacion del dispositivo。

La Figura 3 muestra los resultados de una simulación de OWR/TDOA en MATLAB。

Figura 3。结果:simulación de localización de OWR/TDOA en MATLAB

Figura 3。Visualización de los resultados de una simulación de localización de OWR/TDOA en MATLAB。

¿Por qué es importante la tecnología UWB?

  • 超宽频比例física个人的替代方案portátiles我的工作原理在我的工作范围内理解如何解决3,1和10,6 GHz的问题,está我的拥挤问题,我的问题(工业的,científica y médica)
  • 我们的世界末日múltiples,我们的天堂relación señal/我们的天堂,我们的天堂
  • En comparación con una arquitectura de transeptor superheterodino, UWB ofce un sistema simple;La pequeña天线,alta freuencia, se puede,集成,dentro, de芯片
  • La duración del pulso de UWB es mucho más corta que los tiempos de símbolo de otras tecnologías, lo que permite alta precisión y baja latencia en La localización y estimación de lonstancia, como se mueststra en La Tabla 2
Tecnologia 超宽频 蓝牙 无线网络 射频识别 全球定位系统(GPS) 5克
精度 1厘米 1 - 5米 5 - 15米 1米 5 - 20米 10米
Latencia < 1女士 > 3 s > 3 s 1 100毫秒 < 1

手鼓2。Comparación de tecnologías de localización y estimación de远方。


Referencias de软件

También puede consultar estos temas:comunicaciones inalambricas莫德罗德运河transceptor inalambricosistema de射频通信工具箱¿Qué es蓝牙LE?

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