UWB的機(jī)會在哪里？

UWB真正進(jìn)入人們的視野，是緣起于2019年，蘋果公司在iphone11上搭載的U1芯片，利用UWB技術(shù)的超高精度定位能力，提高了手機(jī)的定位精度，能夠感知周圍手機(jī)的準(zhǔn)確位置，蘋果將其命名為空間感知能力（Spatial Awareness）。

緊接著，小米也推出了具備UWB技術(shù)的手機(jī)—“一指連”，基于這項“一指連”技術(shù)，手機(jī)和智能設(shè)備將具備空間感知能力，猶如“室內(nèi)GPS”。當(dāng)手機(jī)指向智能設(shè)備，控制卡片就能自動彈出，能夠直接進(jìn)行操控。

目前在UWB芯片市場，Qorvo處于比較領(lǐng)先的地位。在上海慕尼黑電子展上，Qorvo市場經(jīng)理Dash Kong表示：“UWB本身不是一個新技術(shù)，自上世紀(jì)60年代被提出以后，最早被應(yīng)用于軍事雷達(dá)探測。盡管蘋果手機(jī)在2019年開始采用該技術(shù)，但在安卓手機(jī)等消費(fèi)市場一直沒有很好的增長，目前UWB在非車規(guī)的應(yīng)用還是以傳統(tǒng)的定位為主，包括礦山人員定位、工廠物流等?！?/p>

圖|上海慕尼黑電子展Qorvo展臺

何為UWB

超寬帶UWB（Ultra Wide Band）是一種無載波通信技術(shù)，其傳輸距離通常在10m以內(nèi)，UWB不同于傳統(tǒng)的通信技術(shù)，它通過發(fā)送和接收具有納秒或微秒級以下的極窄脈沖來實現(xiàn)無線傳輸，由于脈沖時間寬度極短，因此可以實現(xiàn)頻譜上的超寬帶，美國聯(lián)邦通訊委員會FCC分配給它的頻帶從3.1GHz到10.6GHz，總共7.5GHz的可用頻譜帶寬，相對帶寬超過100%。

UWB技術(shù)有很多優(yōu)點：

• 定位精確

沖激脈沖具有很高的定位精確，采用超寬帶無線電通信，很容易將定位與通信合一。超寬帶無線電具有極強(qiáng)的穿透能力，可在室內(nèi)和地下進(jìn)行精確定位，而GPS定位系統(tǒng)只能工作在GPS定位衛(wèi)星的可視范圍之內(nèi)。與GPS提供絕對地理位置不同，超短脈沖定位器可以給出相對位置，其定位精度可達(dá)厘米級。

• 抗干擾性能強(qiáng)

UWB采用跳時擴(kuò)頻信號，系統(tǒng)具有較大處理增益，在發(fā)射時將微弱的無線電脈沖信號分散在寬闊的頻帶中，接收時將信號能量還原出來，在解擴(kuò)過程中產(chǎn)生擴(kuò)頻增益。因此，與IEEE802．11a、IEEE802．11b和藍(lán)牙相比，在同等碼速條件下，UWB具有更強(qiáng)的抗干擾性。

• 傳輸速率高

UWB的數(shù)據(jù)速率可以達(dá)到幾十Mbit/s到幾百M(fèi)bit/s，高于藍(lán)牙100倍。

• 消耗電能小

通常無線通信系統(tǒng)在通信時需要連續(xù)發(fā)射載波，因此要消耗一定電能。而UWB不使用載波，只是發(fā)出瞬間脈沖電波，也就是直接按0和1發(fā)送出去，并且在需要時才發(fā)送脈沖電波，所以消耗電能小。

• 保密性好

UWB保密性表現(xiàn)在兩方面：一方面是采用跳時擴(kuò)頻，接收機(jī)只有已知發(fā)送端擴(kuò)頻碼時才能解出發(fā)射數(shù)據(jù)；另一方面是系統(tǒng)的發(fā)射功率譜密度極低，用傳統(tǒng)的接收機(jī)無法接收。

• 發(fā)送功率非常小

UWB系統(tǒng)發(fā)射功率非常小，通信設(shè)備可以用小于1mW的發(fā)射功率就能實現(xiàn)通信。低發(fā)射功率大大延長系統(tǒng)電源工作時間，且其電磁波輻射對人體的影響也會很小。

Dash Kong表示：“從UWB本身技術(shù)來說，目前市場上有三大主流應(yīng)用方向：第一，具有非常高精度的測距和角度測量，能夠有好的空間感知。第二，UWB的中心頻率在8GHz左右，避開了不管是家庭生活還是辦公場景中噪音比較多的頻段2.4GHz，可以提供很低的延時以及比較大的帶寬的數(shù)據(jù)傳輸，如應(yīng)用在包括音頻或者視頻傳輸。第三，周邊環(huán)境的感知，如雷達(dá)?！?/p>

汽車市場有望帶動UWB

自蘋果手機(jī)推出UWB技術(shù)應(yīng)用后，目前市場上并沒有特別殺手級的應(yīng)用，來真正把UWB普及到每一臺手機(jī)、每一個設(shè)備中，而汽車市場可能是能打開UWB市場的一個契機(jī)。

Qorvo高性能產(chǎn)品事業(yè)部高級銷售總監(jiān)James Huang，表示：“UWB技術(shù)在汽車市場的應(yīng)用主要是兩方面：

一方面是精確定位，在汽車車身的各個方向，離車一定距離，可以做各種各樣的汽車車門開啟應(yīng)用、氛圍燈等，同時UWB可以和安全芯片共同工作，安全性非常高，可以很好的避免車輛被盜事件。

另一方面是感知周圍環(huán)境，因為UWB的精度非常高，應(yīng)用它對人體生物的呼吸來感知車內(nèi)有沒有生物（該標(biāo)準(zhǔn)歐洲已經(jīng)在推廣中），防止大人不小心把門關(guān)了，車內(nèi)的小孩還沒出來，可能造成安全隱患。用UWB技術(shù)就可以檢測到關(guān)門之后車內(nèi)有沒有活體存在，給車主報警提示或者直接不讓車主關(guān)上車門等。

上述兩個應(yīng)用會促使UWB在汽車市場的應(yīng)用推廣，而相應(yīng)的，汽車用戶需要用手機(jī)中的UWB芯片和汽車的UWB芯片進(jìn)行交互，進(jìn)而手機(jī)UWB芯片的大規(guī)模應(yīng)用會反向推動其他消費(fèi)類電子使用UWB技術(shù)。”

目前，國內(nèi)外多家汽車主機(jī)廠已開始布局UWB技術(shù)。路虎攬勝為確保被動進(jìn)入系統(tǒng)的安全，已從2018年起開始應(yīng)用UWB技術(shù)；2022年初，蔚來ET7車型全系支持UWB鑰匙定位功能（采用UWB+藍(lán)牙+NFC融合技術(shù)）。此外，寶馬、現(xiàn)代等汽車廠商均有計劃推出搭載UWB數(shù)字鑰匙功能的車型，UWB數(shù)字鑰匙將迎來規(guī)?；慨a(chǎn)。

所以若UWB技術(shù)在汽車市場發(fā)展起來，會推動USB技術(shù)在消費(fèi)電子市場的快速增長，包括手機(jī)和穿戴設(shè)備。手機(jī)和穿戴設(shè)備對于整個UWB生態(tài)是非常重要的關(guān)鍵點，因為它們會構(gòu)建一個很好的平臺，基于這個平臺，設(shè)備廠商就會開發(fā)很多應(yīng)用類產(chǎn)品，包括位置信息、雷達(dá)偵測，空間的雷達(dá)感知等。

但需要指出，現(xiàn)階段，UWB技術(shù)受限于能提供車規(guī)級芯片的廠商有限，所以其早期成本確實比藍(lán)牙高一些，但伴隨UWB技術(shù)的發(fā)展和各類玩家的加入，預(yù)計未來這一技術(shù)的成本會隨著批量應(yīng)用而下降。

寫在最后

UWB相比其他主流通信技術(shù)，最核心的能力就是精準(zhǔn)定位與測距，再加上其功耗低，十分適合手機(jī)、耳機(jī)這種電量緊張的穿戴設(shè)備完成小范圍的高精度定位。此外，智能家居方面，實現(xiàn)屋內(nèi)智能電視、智能門鎖、智能音箱、空調(diào)以及掃地機(jī)器人等新領(lǐng)域的空間感知、空間定位，也能基于UWB技術(shù)實現(xiàn)。

未來UWB會成為一種跟藍(lán)牙、WiFi相似普及程度和規(guī)模的無線技術(shù)，汽車市場將會是一味強(qiáng)力催化劑。