UWB技术
写在前面
UWB（全称为ultra-wide band 、中文释义超宽带）是一种无线电技术，可以在大部分无线电频谱上使用非常低的能量水平进行短距离、高带宽通信。【此为维基百科上的定义】
首先我先来谈谈通信邻域中一个十分重要的定理——香农定理🌷🌷🌷。这个我想大家或多或少都听到过，其公式如下：
从这个公式我们可以看出信道容量和带宽W和信噪比S/N成正比，即我们要想增加我们的信道容量往往有两种途径，其一是增大信道的带宽，其二则为增大信噪比。本次所讲述的UWB技术即是通过增大信道的带宽来提高信道的容量，UWB使用的带宽一般在500MHz以上，现通过下图来直观感受一下UWB的带宽大小：
正是因为UWB使用了很大的带宽，使其有如下的优势：【常用于室内定位】
- 抗干扰能力强
- 低功耗
- 高精度
下面来介绍一些利用UWB测距的一些方法：
TOA
其所列数学公式为：
AOA
AOA(Angle of Arrival)的距离测量方法是通过测量信号到达的角度求解目标的位置。其实这个也很容易理解啦，如果我们有两个基站，每个基站都知道标签的一个方向，那么我们就很容易得到这个标签的位置，如下图所示：
TDAO
TDOA(Time Difference of Arrival)是一种利用时间差进行定位的方法。这个方法和TOA相似，但又有些差别。现设定一个基站作为参考基站，通过测量目标到参考基站与其他基站的到达时间差，从而得出待测目标到参考基站与其他基站之间的距离差。因此TDOA的测量值是由每个基站与参考基站的TOA值做差得到，TDOA的测量值在几何上对应的是以参考基站和定位基站为焦点的双曲线。
三种定位方式比较
AOA定位方法S有较高的定位精度，但是需要在接收端使用天线阵列，这样基站的复杂性和成本都会增加，并且存在多径和非视距环境下AOA估计精度很难保证。TOA定位方法利用UWB具有良好的时间分辨率，基于时间的定位具有良好的定位精度，测量的主要误差来源于多径干扰和非视距传播，另外目标节点与基站之间的时钟同步存在困难，因此TDOA 在实际中实现该技术的可能性与 TOA 相比要高的多，这是因为它不要求基站与待测目标之间时钟同步，只需要每个基站之间时钟同步就能得到 TDOA 值，并且在对到达时间做差的过程中会减小部分误差，定位精度能相对提高。
参考视频：https://www.bilibili.com/video/BV1Ai4y1D754?spm_id_from=333.337.search-card.all.click
