美国NI UWB测试解决方案

美国NI UWB测试解决方案可支持大于500MHz的带宽、确保从3GHz到10GHz的全频率覆盖、支持UWB、WLAN和蓝牙标准共存。

通过airtag找手机、通过手机远程控制家里的灯光、汽车无钥匙进入……这些新玩法都得益于UWB的精准测距和定位能力。

先简单介绍一下，UWB（Ultra WideBand，超宽带），是利用纳秒级的非正弦波狭窄脉冲传输数据的无线通信技术。UWB的载波带宽达到了500MHz，可用频谱带宽为3.1GHz到10.6GHz。还具有厘米级的高精度、低延迟、抗干扰性强等特点。

人们经常拿UWB和蓝牙、WLAN相比较，与蓝牙相比，UWB测距精度更高，与WLAN相比，UWB功耗更低、延迟更低。UWB常用ToF(Time of Flight，飞行时间法)实现高精度测距，AOA(Angle of Arrival，到达角)实现角度测量。

UWB与RFID、蓝牙、WLAN的参数对比

(UWB常用ToF)

相关市场调研公司的报告显示，预计到2030年，UWB的最大应用领域依然是手机，其次是智能家居、消费标签、汽车、消费可穿戴和RTLSB2B。

UWB在定位测距应用领域场景百花齐放，尤其在汽车、智能家居领域很有想象空间。但如何通过测试帮助制造厂商加快测试速度、节约成本是当前行业中的一大难题。

一、UWB测试挑战

UWB的测试挑战主要有：超过500MHz的大带宽、高达10GHz的频率、UWB的一些工作频段与WLAN、蓝牙是共存的，会有干扰问题、同时还需考虑精密距离测量与飞行时间计算。

作为在无线通讯测试领域深耕多年的测试厂商，NI拥有一系列高性能测试方案。NIVST可应对高频率测试挑战，PXIe-5830模块能够覆盖高达12GHz的频率范围。NI解决方案的另外一个优势在于，NI提供基带测试方案，方便工程师测试基带上面的性能指标。

二、两种常见的UWB测距方法

根据应用场景对测距精度要求的不同，UWB有多种测距方法，其中， SS-TWR（Single-Sided Two-Way Ranging，单边双向测距法）和DS-TWR（Double-Sided Two-Way Ranging，双边双向测距法）是两种比较常见的ToF测距方法。

在SS-TWR测距方法中，设备A向设备B发射信号，信号从A到B所需的时间即为飞行时间，距离等于飞行时间乘以光速，但应答器处理接收到的信号时会产生延迟，需要减去延迟的时间。计算方法如下图公式所示。

 SS-TWR，单边双向测距法

测距时，任何时钟误差都可能导致飞行时间计算错误，如需更精确地计算，可以采用DS-TWR，DS-TWR是SS-TWR测距方法的延伸，可看做是执行两次SS-TWR，并将其组合在一起，从而得到飞行时间数据。

 DS-TWR，双边双向测距法

针对飞行时间的测试，NI UWB测试系统的精度可达到±5厘米，同时支持SS-TWR和DS-TWR两种测距方式，NI VST既可以作为固定设备（如基站）也可以作为移动设备使用。值得一提的是，NI的UWB PHY测试解决方案已经得到FiRa的验证，可用于UWB PHY层验证。

三、NI UWB测试方案四大优势

美国NI UWB测试解决方案可支持大于500MHz的带宽、确保从3GHz到10GHz的全频率覆盖、支持UWB、WLAN和蓝牙标准共存……这些挑战对于NI都不在话下，通过下面这张图可以了解NI UWB解决方案的组成部分。

NI UWB测试解决方案

最后，再来总结一下NI UWB测量系统的优势：

• 提供适用于WLAN、蓝牙和UWB无线标准的多功能测试台，提高硬件的复用率

• 通过集成了从交互式启动到特性分析等强大自动化功能的API，大幅缩短产品上市时间

• 包含复杂的UWB测试用例，例如飞行时间测量

• FiRa认证为客户提供了关于NI UWB测试功能多样化的可信度和保证