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    2016-4-11 12:25
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    缩小UWB尺寸用来大批量普及 作者:Nick Wood 和 Christopher Barratt UWB是在射频领域存在有些时间了的"灰姑娘"技术-看似从来没有收到无线俱乐部的一个正面的邀请,过去几十年中从来没有全速前进过. 然而蓝牙,WiFi,GPS和4G对手机的年轻人用户是出名的,甚至当讨论UWB这个缩写字的时候,行业专家可以给你一个奇怪的表情。 这个技术在1901年就有了,当Marconi用了火花隙射频发射机通过大西洋来发送Morse代码数据,所以这个技术并不新奇。目前的UWB使用了没有许可的频段在3-8Ghz之间,所以原理上讲,提供了一个很好的增加密集频谱来操作。不确定的就是到底该怎么运用它。 不同的用户案例都尝试过了,都没有发现任何的真实市场需求。广域网(WAN),高速WiFi,超快"非接触"数据传输所有都成为了应用。一些的半导体供应商(Staccato, Alereon ,Wisair和其它)都加入此技术领域并寄予期望。 或许可能产品应用的多样性就是其中的一个问题,因为UWB不是一个标准,更多的只是一个无线传输而已。实际上,UWB是在更宽频带的一个技术用来传输信 息;原理上在适当的环境下,可以和其它用户分享频谱。更精密的术语,FCC和国际电信联盟无线电通信组(ITU-R)目前定义UWB作为一个天线传输,发 射信号带宽超过500Mhz以下或者20%的部分带宽。 最近又有了新一波的UWB兴趣,但这次的应用是在精密的距离测量和室内定位.真的很乐观,这次UWB找到了自己的一个细分市场。 当然,在错误的开始之后,存在相当程度的质疑,但是有好的理由这是此技术正确的使用场景。从开始讲,GPS的无处不在意味着定位方案很多,此概念被充分接受了,很多的软件和系统已经开发出来了。但是GPS有些时候不能提供足够的精度,当然在建筑内会停止工作。 还有其他的室内定位方案-比如使用蓝牙向标(beacon),或者WiFi接入点-但是老实讲,这些都不是很好地工作。这些方案是基于信号强度,而且太多 因素可以导致信号强度变化50%甚至更多(比如手机的位置朝向)。相反,UWB定位是基于飞行时间(ToF)测量,在非常窄的脉冲,所以能够达到高的精 度,且不受信号强度的影响。结果就是UWB的精度可以达到10cm,在测量范围50米内。而基于信号强度的方法努力达到精度大于+/-1米,在更短的测量 范围。 这个方法的另外一个优势就是在安全领域-另外一个当下火热的话题。很多汽车有无钥匙进入系统,有效地通过钥匙的信号强度来检测接近程度。Boris Danev和其同事已经证明(在一个实际的实验,不是理论的)这些系统能够用现有的电子线路,通过一个"中继攻击"非常容易被黑客攻击。一个UWB的系统 是能够抵抗这类攻击的,飞行时间的距离测量方法时非常难易捏造。同样地也适用于其他的无线进入系统。 这些概念比较有趣,但是为了执行方案,可行的技术是必要的。有幸地是有数个供应商在提供这个产品。在芯片层面,最高级的是爱尔兰供应商Decawave,其已经有了首款芯片在市场上,叫做 DW1000 ,这个公司正在研发下一代芯片。但是,也有另外的供应商比如Bespoon和 3DB技术 也紧跟其后,更大的芯片供应商正在密切关注这个市场,一旦看见市场粘性的迹象形成就会进入。 可是,芯片自己不是完全足够的。客户需要一个完整的可工作的方案,且RF设计要求产生一个宽带传送,在一个广的频谱范围是非同寻常的。这个RF模块专家 Insight SIP 提供这个方案,提供一个完整功能的,认证了的模块,集成了天线,基于Decawave的芯片,当其它家的硅片成熟之后也会提供对应的模块。 Insight公司已经在UWB技术领域专研了数年,特别在处理富有挑战的天线问题,在如此宽的频带。UWB频谱分立成两个用于行业规定(无趣地命名 3-5Ghz为”低频带”和5-8Ghz为高频带)。不是所有的国家地区允许使用两个频带,所以,任何的方案用于全球市场必须足够灵活应对不同的需求来使 用任何一频段。 Insight公司开发了一系列的创新的微型天线直接嵌入在RF器件的上面,成为一个系统级封装(SiP)的模块。结合天线和电子到一个单一封装,使得UWB的应用变得像安装一个QFN芯片到PCB上面那么简单。 有些公司已经在开始尝试这个技术了,在汽车行业,仓库和资产管理。安全技术供应商Gemalto,在领导一个大的欧洲项目,使用技术综合安全数据交换达到准确的定位。 貌似还有少许的质疑到底哪个市场用得到这个技术-问题是市场到底有多大。芯片供应商最想进入的市场肯定是手机,这个可能还有很长的路要走,但是能够精确地 安全地定位手机可能会形成一些有趣的用户场景-比如支付,或者通过一个机场安检口,但肯定是没有将手机拿出你的口袋。过去的历史证明假如一个无线技术证明 有用的话,就会很快移植到手机当中。 在短期中,会是一个独立的方案来启动市场。无论如何,UWB回来了,带一个新的角色和新的活力,这个无线技术是本10年的下个五年需要关注的。 Insight公司研发了一个非常小的集成的SiP,包含了UWB,蓝牙和一个ARM Cortex M4处理器,加上UWB和蓝牙的天线在一个小的封装,尺寸只有9*19*1.5mm. 图1:ISP151001模块带了UWB收发器, 蓝牙和ARM Cortex M4处理器,内置天线尺寸是9*19*1.5mm 这个模块是基于Decawave的DW1000收发器芯片和Nordic的nRF52芯片.不带蓝牙功能的小尺寸的模块也有,尺寸是9*15*1.5mm. ISP151001的外形如图2,比Decawave的参考设计的基于PCB的模块小了43%的尺寸,50%更薄,且只包含了收发器,天线和晶振. 图2:ISP151001 UWB带蓝牙模块的尺寸是9*19*1.5mm 完整方案的小尺寸,感谢非常密集的SiP装配在一个高端的SiP衬底上面.把这个结合到一个专利的IC天线设计,集成到封装作为金属屏蔽.图3显示了一个天线位置的模块外形. 图3:ISP151001模块的天线 此模块的应用领域 : 1, 精密RTLS实时定位系统,用于医疗,消费,工业电子 2, 精密距离测量 3, 室内定位 4, 安全靠近检测 5, 医疗传感器 6, 运动 健身传感器 7, 尺寸要求严格的BLE从设备 8, UWB高级OOR传感器 9, 个人用户界面产品 EETimes原文链接 英文版PDF文档下载 初始规格书 下载 商务技术样品评估板 咨询=座机0755-82565851 邮件 dwin100@dwintech.com D-Win Technology(HongKong) Co.,Ltd 深圳市南频科技有限公司 http://www.dwintech.com/20160204.html
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    2015-12-17 19:53
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    Real-time locating systems (RTLS) are utilised to automatically identify and track the location of objects or people in real time, usually within a building or other contained area.   The Global Positioning System (GPS) is often used in the case of outdoor RTLS deployments, but GPS signals use a frequency that does not pass easily through solid objects like ceilings and walls. When one attempts to use GPS inside a building, physical obstacles and other sources of interference make it difficult to determine locations with any level of useful accurately.   Other common wireless technologies -- such as WiFi and Bluetooth -- lack the speed and accuracy demanded by many applications. In this case, one solution is ultra-wideband (UWB), which employs very low energy for short-range, high-bandwidth communications over a large portion of the radio spectrum.   Early UWB systems tended to be physically large and to employ non-standard and/or expensive semiconductor technologies. More recently, it's proved possible to implement UWB using standard CMOS techniques. For example, the Irish fabless semiconductor company DecaWave has created a family of UWB parts called ScenSor based on TSMC's standard 90nm CMOS process.   We start with the ScenSor DW1000 IC, which is a complete, single-chip CMOS ultra-wideband IC based on the IEEE 802.15.4-2011 standard. This little scamp can enable tagged objects or people to be located both indoors and out to within 10 cm, even when they are moving at speeds of to 5m/s. The ScenSor DW1000 IC (Source: DecaWave)   The DW1000 offers a communications range of up to 290m, plus it supports high data rate communications -- up to 6.8Mb/s in Wireless Sensor Networks (WSNs).   Some users prefer to work directly with ScenSor DW1000 ICs and to differentiate their end products by designing and implementing their own antennas. Others prefer to use ScenSor DWM1000 modules with their integrated antennas, thereby facilitating simple product implementation with no RF design required. The ScenSor DWM1000 Module (Source: DecaWave)   One example of the use of ScenSor technology is the Pixio robotic camera created by Move 'n See . The idea is to automatically track and film a person moving around a scene. The subject wears an armband and the camera pans, tilts, and zooms based on where the armband is. Move 'n See's armbands can also control the video, starting and stopping recording and switching the tracking between multiple people.   The folks at Move 'n See have developed some very innovative methods for producing top-quality video, including moving the camera in a smooth and comfortable manner and zooming in and out in an appropriate manner.   Move 'n See's first product employed GPS for location positioning and only worked only outdoors. By comparison, Move 'n See's latest product -- the Pixio -- uses DecaWave's UWB technology, which allows it to work indoors or out.   Another example of the use of ScenSor technology is provided by Agilion , which specializes in supplying turnkey wireless location solutions to factories, depots, warehouses, and other heavy industrial sites. Consider hand tools, which are often shared by a large number of workers on factory floors, and which are constantly being moved from one location to another. Tracking down a required tool often takes more time than the task for which it is required.   Key requirements for tracking technologies in this sort of deployment scenario are small size and weight, low power consumption, high accuracy, and fast response times. Furthermore, factories are often chaotic environments with a lot of moving metal and various radio devices that can interfere with location tracking solutions. RTLS systems used in these environments must work well in the presence of such interference without requiring "line of sight" to the items being tracked.   The reason I'm waffling on about all this is that Agilion recently selected DecaWave's ScenSor technology to implement their next generation of RTLS products because this technology outperformed competing UWB implementations and other technologies such as RFID and CSS. What can I say? I love this stuff!
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    2008-11-21 16:02
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    ——作者:In-Stat中国分析师 穆磊 经常有人会把UWB和UMB弄混,其实这是两个完全不同的技术,无论是技术层面还是市场应用范围层面,我这里提双胞胎也只是因为它们的名字很相像。UWB(超宽带)是一项短距离无线传输技术,基本上在10米以内的个域网(PAN),结合Ad-hoc就可以形成多跳的网络拓扑,利用了极短脉冲(陡峭的上升沿和陡峭的下降沿)代替传统的射频调制,属于非连续波调制,使信号的周期无限短,频谱无限宽,但是在每个频点上的功率谱密度非常低,对其他系统的干扰也会较小,目前的应用主要会在电子产品的短距离通信上,产业链以前有Intel大力推动。UMB是CDMA2000 1x EVDO Rev.B的升级版技术,使用CDMA码字扩频,OFDM进行调制,并且会变频到射频信号发射,属于连续波调制,应用范围主要是在城域网,属于4G技术,以前产业链只有高通一家在支撑局面。 相比于传统的无线技术,UWB是革命性的,因为UWB摆脱了传统意义下基带信号必须依赖射频调制才能进行电磁波产生并发射的瓶颈,这就省下了很多中频调制,放大器,变频到载波(载波能耗)的模块和功能,省下了很多处理过程,同时又由于调制后的信号属于极短脉冲,对于抗多径衰落的功能会大大增强,一般来说,当反射波信号到达时接收机已经完成了接收。同时又由于是极短脉冲,相比于连续波调制时能耗很小。通俗来讲,这对电子产品CE的结果就是能耗极低、带宽极高。当这项技术推出的时候获得了无线界的无数眼球,同时被寄予了无限的厚望,因为UWB是革命性的。但是一切都将因Intel宣布对UWB技术的放弃开始改变。最近Intel宣布放弃对UWB研究小组的支持,让这项技术前途渺茫起来。相比于大红大紫的Wi-Fi技术,下一代的Wi-Fi技术已经可以达到1000兆的带宽规模,无穿墙覆盖距离可以达到100米,而且对于CE来说,最大的能耗并不在射频模块,而是在自身的中央处理器和屏幕显示,所以这也极大地削弱了UWB的优势,我们认为正是因为Wi-Fi产业链的健全、用户的高认知度使各方对UWB技术的犹豫,导致UWB迟迟没有寻找到合适自身的个人应用领域。 同样情况的还有UMB,相比较于GSM技术,CDMA当时一直也是革命性的,也颠覆了传统的通信资源只有时间和频率的概念,引入了新的维度——码字。而且CDMA从2G向3G的过渡完全是平滑的,运营商升级成本非常小,不像GSM,从GSM升级到WCDMA后运营商基本上需要完全重新部署。但是与UWB同样的情况也发生在了UMB上,最近高通作为CDMA领域的领头羊,放弃了UMB,转而进行LTE方向的演进研究。高通的表态也意味着UMB技术的寿终正寝,这又同时印证着一个论调,产业链的健全对于一项技术的发展是多么的重要。 有人说:未来正在出现Wi-Fi和LTE一统天下的局面,or现在说有点早了,尤其是在中国市场,领导层会容忍被一项技术绑架吗?或许WiMAX将来会有自己的生存空间。 点击浏览更多 穆磊博客文章
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    VDU2503采用STM32F4高性能处理器,采用UWB解决方案,采用直流电源和POE两种供电模式。用户只需要布置UWB基站+UWB定位标签的室内定位环境,对基站固定安装,便可以实现TDOA高精度定位算法,实现对于标签的高精度定位,其定位精度可达10cm级别。白色曲面设计可以与室内环境完美融合,独特防水结构在户外也同样性能不减。增强射频收发性能,让VDU2503覆盖范围更广,定位精度更高。采用POE的供电方式,数据传输和供电一体化,减少了施工难度。
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    UWB模块SKU610 集成了BLE处理器nRF52832和高性能UWB收发器DW1000,内置加速度传感器,实现运动、静止不同状态下的工作模式、定位频率的智能切换。采用BLE处理器nRF52832,使得模块实现超低静态功耗同时还具有BLE功能。对于UWB预留外置天线接口,适配不同天线。非常适用于一些远距离测距和定位系统。该模块配合特殊天线可以应用于PDOA定位系统,实现角度定位功能。
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     UWB模块SKU611 集成了BLE处理器nRF52840和两路高性能UWB收发器DW1000,是专门针对于PDOA系统开发一款基站模块。独有的天线的设计可以准确的计算出两路UWB芯片接收信号的相位差,从而计算出被定位标签的角度距离等信息,自带多个角度,加速度传感器,可以快速应用于基于PDOA的无人机跟随,智能行李箱等领域。
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    UWB模块SKU603集成了DW1000和STM32F103(CortexM3内核),除此之前,还集成了板载天线,RF,电源管理,时钟电路。为了在静态状态下降低功耗,SKU603集成了一个三轴的线性加速度计。SKU603可应用于双向测距以及基于TOFTDO室内定位,如:固定资产定位,资产定位精度为10cm。SKU603支持从3.5GHz到6.5GHz,6个RF波段,SLEEP模式电流1uA,DEEPSLEEP模式电流50nA,输出功率可调,数据速率110Kbps,850Kbps,最高可达 6.8Mbps,同时支持精准定位和数据传输。
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    上传者: 帘卷笙声寂
     UWB模块SKU609是一款蓝牙UWB组合模块,蓝牙方案采用NRF52832、UWB方案采用DW1000。可以广泛应用于UWB(TDOA、TWR)高精度定位系统,也可以应用于基于UWB的精准双向测距。内嵌加速传感器,可以实现静止和运动条件下发包频率的自动切换,并且配合客户使用情景提供各种低功耗模式设计。紧凑的结构设计,可以方便嵌入客户产品中,实现客户产品的高精度定位。
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    上传者: 帘卷笙声寂
    VDU2501采用DW1000的UWB解决方案,软件上采用 TDOA室内定位算法,实现对于标签的高精度定位,其定位精度可达10cm级别。采用POE供电方式,可以缩短客户的安装时间降低布线难度。功能特点:     ◆TDOA定位基站     ◆POE供电/直流电源供电     ◆增强接收功能设计
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    VDU1503是基于NRF52832主控CPU加上UWB收发芯片而设计的资产定位标签,低功耗、大电池容量设计可以实现资产高精度,长时间定位。具备智能模式切换,静止和运动两种不同定位频率自动切换,在保证使用效果的基础上,最大程度上降低功耗。粘贴和磁吸合两种安装方式,可以快速与需要定位的标签结合。此UWB资产定位标签防水等级为IP67级。
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    上传者: 帘卷笙声寂
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    上传者: 二不过三
    IEEE802.15.3被认为是UWB技术的MAC协议可选方案之一,然而它并不完全适应于UWB的物理层,为此本文设计了一个新颖的MAC协议加速器.它把MAC层分成两个子层:上层MAC(UMAC)和下层MAC(LMAC).UMAC实现一些定时不敏感的MAC功能;而LMAC实现那些需要实时响应的MAC功能.性能分析表明吞吐量、延时等参数得到了明显改善.面向超宽带的MAC协议加速器设计木吴耀辉1,许志浩1,蔡宇2,梁丰1(1.浙江万里学院电信学院,浙江宁波315100;2.朗讯科技(中国)有限公司,北京100876)摘要:IEEE802.15.3被认为是UWB技术的MAC协议可选方案之一,然而它并不完全适应于UWB的物理层,为此本文设计了一个新颖的MAC协议加速器。它把MAC层分成两个子层:上层MAC(UMAC)和下层MAC(LMAC)。UMAC实现一些定时不敏感的MAC功能;而LMAC实现那些需要实时响应的MAC功能。性能分析表明吞吐量、延时等参数得到了明显改善。关键词:超宽带UMACLMAC协议加速器MACProtocolAcceleratorDesignoVer……
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    Increasinginterestinultra-wideband(UWB)communicationshasengenderedtheneedforatestbedforUWBsystems.AnFPGA-basedsoftware-definedradioprovidesbothpost-fabricationdefinitionoftheradioandampleparallelprocessingpower.ThisthesispresentstheFPGAdesignforasoftware-definedradiotargetedtoimpulseultra-widebandsignals.Thesystemiscapableofaneffectivesamplingfrequencyofupto8G-samples/susingtime-interleavedsamplingwitheight1-GHzADCs.ThesystemisalsocapableoftransmittingUWBpulsesusingatransmitterboardcontrolledbytheFPGA.Inthisthesis,theFPGAdesignusedtocaptureandexportdatafromtheeightADCsispresented,alongwithtwosystemswhichmakeuseofthetransceiver:apilot-basedmatchedfiltercommunicationssystem,andaremotevitalsignsmonitor.AnFPGASoftware-DenedUltraWidebandTransceiverMatthewBruceBlantonThesissubmittedtotheFacultyoftheVirginiaPolytechnicInstituteandStateUniversityinpartialfulllmentoftherequirementsforthedegreeofMasterofScienceinComputerEngineeringDr.PeterM.Athanas,ChairDr.MarkT.JonesDr.CameronD.PattersonAugust28,2006BradleyDepartmentofElectricalandComputerEngineeringBlacksburg,VirginiaKeywords:ultra-wideband,FPGA,softwaredenedradio,high-speed……
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