超宽带无线通信技术（UWB）是一种无载波通信技术，UWB不使用载波，而是使用短的能量脉冲序列，并通过正交频分调制或直接排序将脉冲扩展到一个频率范围内。
传统通信方式使用的是连续波信号，即本地振荡器产生连续的高频载波，需要传送信息通过例如调幅，调频等方式加载于载波之上，通过天线进行发送。现在的无线广播，4G通信，WIFI等都是采用该方式进行无线通信。下图是一个使用调幅方式传递语音信号的的连续波信号产生示意图。
图1连续波调幅信号
图2IR-UWB调相信号
从频域上看，连续波信号将能量集中于一个窄频率内，而UWB信号带宽很大，同时在每个频点上功率很低，如图3所示。
图3
在无线定位中，使用IR-UWB信号相对于窄带信号的主要优势为，IR-UWB信号能准确分立无线传输中的首达信号和多径反射信号，而窄带信号不具备该能力。
主要有三种应用：成像、通信与测量和车载雷达系统，再宏观一点，可以分为定位、通信和成像三种场景。
通信：因为大带宽，所以UWB一度被认为是USB数据传输的无线替代方案，蓝牙的问题是传输速度太慢。UWB还常用于军用保密通信，这主要也是因为UWB脉冲的能量很低，很容易低于噪声门限，不容易被其它无线电系统监听到。
UWB通过在较宽的频谱上传送极低功率的信号，能实现数百Mbit/s至2Gbit/s的数据传输速率。而且具有穿透力强、功耗低、抗干扰效果好、安全性高、空间容量大、能精确定位等诸多优点，可以说是个超级“潜力股”，很有可能在将来成为家庭主用的无线传输技术。
成像：UWB系统的带宽很宽，目前UWB穿墙雷达是很广泛的应用，具体做法是利用窄脉冲传过墙壁，获得墙对面的回波，可以得到成像，成像误差很低[3]。所以如果有一天苹果开放底层接口，说不定iphone就可以拿来窥探邻居了。
不同行业对定位精度的需求有所不同，所以使用的定位技术也不尽相同。其中，智能制造、智能建设、养老医疗、公共安全、物流运输等行业使用最多的就是UWB定位技术。
UWB-TDOA定位原理：
UWB-TDOA定位原理
式中di,12~di,14为UWB技术测得的定位卡相对于四组定位基站的距离差。
基本原理如下图所示：
恒高科技EHIGH-TDOA定位原理示意图
通过联接下式方程即可解算出定位卡的三维坐标：
使用TDOA技术不需要定位标签与定位基站之间进行往复通信，只需要定位标签只发射或只接收UWB信号，故能做到更高的定位动态和定位容量。
恒高UWB超宽带定位系统产品即使用UWB-TDOA技术实现了高精度、高动态、高容量、低功耗的定位系统。
UWB超宽带定位现场定位示意图
二、优缺点
超宽带的主要优势有，低功耗、对信道衰落（如多径、非视距等信道）不敏感、抗干扰能力强、不会对同一环境下的其他设备产生干扰、穿透性较强（能在穿透一堵砖墙的环境进行定位），具有很高的定位准确度和定位精度。
UWB定位系统精度最高可到10cm，可对人员进行实时精确定位，并集风险管控、视频联动、历史轨迹回放、人员管理、电子围栏、各种行为监控、应急救援等功能为一体，可帮助企业解决以下行业痛点：
1、远程监控
UWB定位系统可实时更新位置信息，实现人员或物资的实时精确定位。并且可以与视频联动，对人员或物资进行视频跟踪，随时随地观察每个区域的现场情况，方便进行实时管理，有效保障人员与物资的安全。
2、风险管理
高危行业，比如隧道、化工厂、矿井等，发生安全事故的概率较高；UWB定位系统可有效地帮助企业实现风险管理。我们可在危险区域或重要区域设置电子围栏，对员工进行权限管理，防止员工误入危险区；还可以对人员进行各种行为监测，包括超时监测、聚众监测、不动监测等等，全方位智能化管理，提高管理质量，减少安全事故的发生。
3、紧急应变管理
当发生安全事故时，人员可以使用随身佩戴的定位终端设备进行紧急求助。当然，管理人员也可对人员进行寻呼，提醒员工注意或者下发撤离命令等；管理人员还可通过定位系统查看所有人的位置信息，确保所有人员都离开了危险区。救援人员也可根据人员位置进行救援，提高救援效率。
4、客户体验管理
5、存货物资管理
UWB定位系统还可对存货物资进行管理。比如，在整车仓储中，想要寻找某一辆车是非常费时费力的事。企业可对每辆车进行定位，通过定位标签查看车辆位置信息，这样寻找车辆就容易很多。
6、销售最优化
根据室内定位系统提供的人员位置信息，企业可对销售模式进行优化，获得更高的经济收益。比如展厅展馆中，展位位置分布不同，人流量也会受影响，定位系统可统计出每个展位的人流量，展会承办方就可根据位置数据调整每个展位的销售价格。
缺点：
1、以规格的缺乏和隐私的疑虑为背景的室内定位技术的低渗透
室内定位系统依然没有形成一个有力的组织来制定统一的技术规范，现行的技术手段都是在各个企业各自定义的私有协议和方案下发展。室内定位应用场景多样化、碎片化，加之没有统一的行业标准，造成定位技术在各行业中应用难以深入，较大的制约了室内定位的发展。
部分人员对室内定位系统存在疑虑，担心定位系统中的实时位置显示、视频联动等功能，会侵犯自己的隐私。企业和个人对室内定位认可度低，导致室内定位技术进入市场受阻。
2、对室内定位技术利用的兴趣低
综上所述，传统UWB的实现优点是：
理论上成本低
定位距离精度高
通信速度快（超大带宽）
抗多径能力强
功耗低（脉冲调制决定的）
穿透能力强（宽频谱）
缺点也很明显：
波束指向性强（需要波束明确指向接收源）
频带利用率低下（看看那占空比）
产业相对不成熟（但是足够商用了）
三、国内外技术分析
四、应用场景
1、隧道管廊：
在隧道施工现场，通过部署UWB超宽带定位系统，将定位标签集成至员工胸卡、安全帽等穿戴设备内，可以提供的集风险管控、人员管理、实时显示、应急救援等功能能够准确定位工人位置，保障工人施工安全、施工质量、施工进度。
2、工业制造：
3、司法监狱：
4、养老院：
在养老院，通过给老人佩戴智能手环或胸牌，不仅能够实时查看老人位置，还能够通过设置电子围栏来圈定安全活动范围，一旦老人走出安全区域，系统就会及时预警，通知管理人员前往查看，避免老人走失。因为护工人员不可能24小时陪在每一个老人身边，难免会有疏漏，所以可以将一键报警功能集成在手环或胸牌之中，一旦老人遇到危急情况，按下按钮就能够通知护工人员及时予以救助，避免危及老人生命健康安全。
5、展厅：
6、地下矿场
7、无绳USB
无绳USB(WirelessUSB)是一种无线接口标准，目标是以无线取代目前的USB连线。无线技术方面将使用超宽带近距离高速通信技术“UWB”。目标传送速度为USB2.0的最大通信速度480Mbit/s。可望UWB无线技术将取代USB，成为PC的外设接口。
无绳USB可以实现数字家庭的打印机共享、无线鼠标、键盘连接，扫描仪的数据传输，移动硬盘的无线接入，DV数据传送等应用，是数字家庭标准外设接入的接口。通过UWB无绳USB连接，组成了以计算机为中心，USB标准外设作为从设备的互联互通小网络。这个小型网络能够完成系统协同工作，由软件控制可智能完成用户的特定任务。例如，用户可以直接从数码相机中浏览，选定自己喜欢的照片，通过无绳USB技术传送到电脑，接着，电脑可以把它输出到无线连接的便携打印机，用户就能及时打印出选出的照片。这样，随时随地无任何连接限制地体现出数字家庭设备互联互通人性化的特点。
五、前景
毋庸置疑，在物联网行业，室内定位绝对是最为重要的组成部分之一。其中UWB定位系统因具有高精度、高动态、高容量、低功耗等优点，而被广泛应用。
据market&market的调查数据显示，未来几年，室内定位的全球市场将以42.0％的年复合成长率(CAGR)增长，市场规模预计从2017年的71亿1000万美元扩大到2022年的409亿9000万美元。由此可见，室内定位在未来几年内将迎来快速发展时期。
在室内定位市场中，北美占据32%的市场份额。由于在室内定位技术方面有着重大研发和技术进步，北美预计将持续引领室内定位市场。因此，一些北美公司正在战略性地采用不同级别的室内定位技术，以便在各自的市场中取得成功，并提高生产率。欧洲、中东在室内定位市场中分别占据28%、22%的市场。
亚太地区占据的市场份额最少，仅有18%，但是绝大部分市场是在中国，这完全得益于中国近几年制造行业、消费行业经济的快速发展。纵观整个定位市场，驱动位置服务的因素很多，其中商业驱动和政府驱动是两个非常关键的因素。
在商业层面，国内外的巨头和创业企业为促进室内定位技术落地，做出大量尝试，室内位置服务产业链初现雏形。国外Estimote、思杰走产业上游平台路线，国内的百度、360则开发了终端用户产品。
在政府层面，中国国务院、科技部、工信部下发的多项指导政策中均提出要大力推动室内定位系统发展。比如国家的十三五规划就制定了导航与位置服务，包括室内外无缝导航、室内外多模式协同定位、室内多维位置信息、位置智能感知、无人驾驶地图服务等标准。
行业巨头和政府组织强力介入室内定位位置服务，会推动用户对室内定位的快速认可，加速室内位置服务生态成熟。由此可见，在未来几年，中国（甚至是亚太地区）的室内定位服务应用会迎来快速增长。
1、上游芯片和底层技术
考虑到国内UWB定位芯片研发起步较晚，国内暂时还没有大规模生产UWB定位芯片的厂商，因此国内UWB定位芯片大都来自源于国外的Decawave公司。Decawave是全球最大的UWB定位芯片生产商之一，用户遍布中国、爱尔兰、法国、韩国、美国、英国、俄罗斯等国家。目前Decawave的芯片已经在超过500万台设备上部署，受到全球2500多家企业的青睐。
2、中游的位置服务提供商
位置服务提供商是以UWB定位芯片为基础，并结合自己的定位算法研发出UWB定位系统。位置服务提供商研发出的定位系统已经具备了很完善的功能，包括实时位置显示、轨迹跟踪与回放、电子围栏、寻呼报警、视频联动、智能巡检、电子点名与智能考勤等。同时位置服务提供商还提供定位系统硬件设备，比如定位标签，能够发射UWB信号来确定位置；定位基站，能够接收并估算从标签发送过来的信号。除此之外，位置服务提供商还提供易集成的SDK开发平台，帮助开发者快速开发出基于UWB定位系统的应用软件。
3、下游的集成商
定位系统集成商处于产业链的下游应用端，负责为终端客户提供应用解决方案。集成商根据每个行业的具体情况，将UWB定位系统二次开发，并和其他人员管理设备或者自动化配套设备集成，研发出更适合这些行业的定位系统与设备。