由于在室內受到鋼筋混凝土的遮擋，GPS定位器在室內無法獲取GPS衛星信號，這種情況下設備會自動切換為LBS基站定位，即直接獲取基站的位置，所以造成了位置的偏差，所以室內定位就成為了衛星定位的盲區。于是乎，要想解決室內定位難題就必須另辟蹊徑。而一種新型的室內定位技術-UWB（超寬帶技術）很好的解決了室內定位的難題。相比于WIFI、iBeacons這兩種室內定位技術，它具有傳輸速率高、發射功率低、穿透能力強、無載波、抗干擾效果好、安全性高、系統復雜度低、定位精度超高等優點，所以UWB可以稱得上是室內定位領域的拯救者。

下面我們具體介紹一些UWB技術的由來、優點、應用場景以及應用價值、發展中的問題等。

一、UWB技術的起源。

UWB最先在1990年美國國防部高級研究計劃署（Defense Advanced Research Projects Agency,DARPA）評估短脈沖波技術的報告中出現，用于將短脈沖波與其他傳統形式的無線技術區分開來。2002年2月，美國聯邦通信委員會(FCC)公布了超寬帶無線通信的初步規范，正式解除了超寬帶在民用領域的限制。這在UWB的發展史上是劃時代的事件，它極大地促進了相關的學術研究，也成為超寬帶技術正式走向商業化的一個里程碑。超寬帶技術是一種脈沖無線電技術，它與傳統的通信技術有很大差異，它不是利用載波信號來傳輸數據，而是通過收發信機之間的納秒級極短脈沖來完成數據的傳輸。FCC將超寬帶信號定義為任何相對帶寬不小于20%或者絕對帶寬不小于500MHz并滿足功率譜限制的信號。FCC為UWB分配了3.1 GHz~10.6GHz共7.5GHz頻帶，還對其輻射功率做出了比FCC Part15.209更為嚴格的限制，將其限定-41.3dBm頻帶內。

二、UWB技術的優點

1.系統容量大，傳輸速度快

根據香農公式，帶寬越寬，系統的最大傳輸速率就越大。傳統的無線載波通信系統由于頻帶窄，必須采用多進制的調制方式才能使信號的傳輸速率達到100Mbps以上，這就要求信噪比在一個很高的水平上，同時也大大增加了系統構建的復雜性。而UWB通信的帶寬都在500MHz以上，其傳輸速率也達到1Gbps以上。

2.發射功率低

UWB具有1GHz以上的頻帶寬度，極大的帶寬保證了較低的發射功率。在短距離無線通信應用中，發射機發射的UWB信號功率要低于1mW，這大大延長了電池壽命，保證了較長的系統工作時間，同時對人體的輻射危害也更小。

3.多徑分辨率高

UWB信號采用持續時間很短的窄脈沖，具有較強的時間和空間分辨率，系統的多徑分辨率高，整個系統能夠充分利用發射信號的能量。此外，UWB信號具有良好的抗多徑性能，對于信道衰減不敏感，接收機通過分級便可以獲得很強的康衰減能力，在室內或者建筑物比較密集的場合可以獲得良好的定位效果，同時在進行測距、定位、跟蹤時也能達到更高的精度。

4.系統保密性好

UWB發射功率低，僅在1mW以下。它可以把信號彌散在一個極寬的頻帶范圍內，對于一般的通信信號而言，UWB信號類似于白噪聲可以安全低隱藏起來;而UWB信號的功率譜密度要低于普通的環境噪聲，要將UWB信號從環境噪聲中甄別出來不是一件容易的事情，這很好地保證了UWB信號的安全性。

5.定位精度高

UWB信號具有超寬頻帶的特性，使得UWB系統的距離分辨精度是其他系統的成千上百倍。UWB信號的距離分辨能力可達到厘米級，這是其它窄帶系統望塵莫及的。

三、應用場景以及應用價值

1.智慧工廠領域

在信息化技術和自動化技術迅速發展的今天，大型工廠企業的信息化統一管理、自動化生產的持續進行以及利用物聯網技術預知、防范、杜絕安全事故的發生是趨勢所向。同時，通過對各類安全事故案例分析，大多存在人為因素。因此，管控住人的“不安全行為”是一切安全管理工作的基礎，尤其是化工、電力等安全隱患較大的行業，對于人員的精準定位和管理是重中之重。UWB技術可以很好的為工廠生產提供高精度的、智能的、可靠的技術支持。對人員和物資的精準定位將是智慧工廠的首要前提。目前工廠人員定位系統在國外的一些先進制造業、化工、煉化等領域都得到了很好的應用，大大提高了現場作業的安全環境，并且極大程度地降低管理成本，對于中國的工業4.0而言，UWB技術將無疑發揮中流砥柱的作用。

2.智能家居

現在社會，智能家居的概念已經深入人心。相較于通過移動終端對家里的冰箱、洗衣機、空調、熱水器進行遠程控制的初級智能家居，UWB技術可以對室內的所有家居進行定位，從而可以形成室內家居布局圖，這樣的話，主人可以更加精準的對家居位置進行實時掌握，并且做出合理的調整，使得室內更加有序、條理、居住舒適。而且在尋找物品位置時更為便利。

3.司法監獄

監獄本身的作用就是約束犯人，但是即便是有眾多的監獄管理人員，也是無法做到對監獄中每一個罪犯的位置做到實時掌握，這很容易發生監獄系統的管理疏漏。而UWB很容易解決人員定位的問題，在監獄中只需要對必要的位置安裝一定量的基站設備，在給每一個人員配發用于定位的標簽，這樣管理人員就可以通過終端的定位管理系統輕松實時掌握每個人員的位置，從而提高了司法監獄的管理效力。

四、UWB在發展中的問題

超寬帶通信應用中存在的一個重要問題是與其他通信系統的共存和兼容問題。由于超寬帶系統使用很寬的頻帶，所以和很多其他的無線通信系統頻段重疊。FCC規定UWB設備主要的工作頻段將位于3.1GHz和10.6GHz之間，這個頻段內，其發射功率被限制在-41.3dBm/MHz以下。而在此頻段以外，實行更嚴格的功率控制標準。

除了要考慮對已有通信系統的干擾外，還要考慮對已有非通信業務有可能產生的干擾。除FCC之外，日本在2006年也提出了自己的UWB頻率范圍和發射功率控制標準。相比UWB，WLAN存在幾個明顯的技術優勢。WLAN工作在免許可頻段，標準化程度較高，且WLAN產品已經非常成熟，隨著802.11n在未來幾年的大規模應用，設備成本也將會下降到現有802.11g產品的水平。因此，在未來支持高速視頻流傳輸上，如家庭網絡中設備的無線互連，WLAN和UWB存在一定程度的應用和定位重疊。當然WLAN技術是為支持PC之間的無線連接開發的，因此在消費電子領域環境下的應用存在耗電和帶寬的局限性。

盡管目前UWB的發展中存在著頻率管制、標準化等難題，也還必須面對其他無線技術的競爭，但是可以預見，隨著無線多媒體應用越來越普及，UWB將在消費電子領域、通信領域獲得大規模應用。