10日晚間，雷軍發(fā)表的題為《我的夢想，我的選擇》的主題演講這兩天一直在刷屏各大媒體平臺(tái)及米粉們的
當(dāng)然，這并不是UWB首次應(yīng)用在智能手機(jī)中。早在2019年，蘋果便在其iPhone系列中新增了一顆搭載了UWB技術(shù)的U1芯片。今年上半年，蘋果又推出了搭載UWB技術(shù)的AirTag。通過它，用戶可以準(zhǔn)確地尋找到丟失的鑰匙、錢包。此外，三星、OPPO等手機(jī)廠家近年來也紛紛推出基于UWB技術(shù)的產(chǎn)品。
UWB是一種專為精準(zhǔn)定位和安全通信而設(shè)計(jì)的技術(shù)。早在上個(gè)世紀(jì)60年代，UWB技術(shù)就被應(yīng)用于軍用雷達(dá)、定位和低截獲率/低偵測率的通信系統(tǒng)中。不過，最近十幾年，Wi-Fi、藍(lán)牙、RFID、紅外線、4G、5G等通信技術(shù)的廣泛應(yīng)用，讓UWB的發(fā)展受到了一定程度的抑制。究其原因，是UWB的生態(tài)一直沒有建立起來。那為什么這一兩年，UWB又火起來了呢？
不久前，在“第九屆 EEVIA 年度中國電子 ICT 媒體論壇暨 2021 產(chǎn)業(yè)和技術(shù)展望研討會(huì)”上，Qorvo 中國區(qū)移動(dòng)事業(yè)部銷售總監(jiān)江雄表示，UWB技術(shù)進(jìn)入成熟期，始于蘋果iPhone11開始使用UWB，iPhone11、12、手表、音響都有用，且iPhone11、12的市場存量已經(jīng)很多。從蘋果開始使用UWB技術(shù)開始，UWB的生態(tài)便開始建立起來。
江雄，Qorvo 中國區(qū)移動(dòng)事業(yè)部銷售總監(jiān)
對(duì)于什么時(shí)候能迎來UWB的爆發(fā)點(diǎn)？江雄非常興奮的說：“現(xiàn)在就是一個(gè)很好的爆發(fā)時(shí)間點(diǎn)。我們已經(jīng)有很多客戶非常
什么是UWB？
UWB是英語超寬帶(Ultra-wideband)的縮寫，主要專注于室內(nèi)定位。該技術(shù)，除了應(yīng)用于類似AirTag的找物定位服務(wù)之外，還可以用于設(shè)備控制、自動(dòng)識(shí)別和監(jiān)測等多個(gè)場景。UWB技術(shù)這一兩年得到飛速發(fā)展，一方面歸功于生態(tài)的建立及成熟化，另一方面則是UWB自身的技術(shù)迭代更新。
標(biāo)準(zhǔn)來講，UWB現(xiàn)在已經(jīng)有很多種標(biāo)準(zhǔn)，包括IEEE 802.15.4a/z、歐洲汽車聯(lián)盟CCC標(biāo)準(zhǔn)、UWB生態(tài)聯(lián)盟Fira標(biāo)準(zhǔn)等。中國也已經(jīng)于2008年正式發(fā)布自己的UWB頻譜規(guī)劃，包括UWB信號(hào)的射頻指標(biāo)、應(yīng)用場所限制、設(shè)備核準(zhǔn)等方面的內(nèi)容。其中IEEE 802.15.4a/z的重點(diǎn)是能夠提供厘米級(jí)的精確定位功能，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)高達(dá)27MB/s的數(shù)據(jù)通信。
生態(tài)來講，其實(shí)在蘋果采用UWB技術(shù)之前，就已經(jīng)有包括工業(yè)、汽車、消費(fèi)等行業(yè)超過40個(gè)垂直領(lǐng)域采用UWB技術(shù)。蘋果在其iPhone 11中搭載UWB技術(shù)，則是更大程度推動(dòng)更多一線廠商對(duì)UWB的技術(shù)。此外，除了在智能手機(jī)、智能音響、智能手表等移動(dòng)及智能家具設(shè)備之外，汽車領(lǐng)域的應(yīng)用前景也是不可估量的。歐洲汽車聯(lián)盟CCC也采用UWB技術(shù)作為其下一代車輛安全訪問技術(shù)，希望通過安全訪問用例來重新定義移動(dòng)和汽車間的協(xié)議及互操作性。
技術(shù)上看，首先UWB采用的是TOF(飛行時(shí)間)技術(shù)，其它RF技術(shù)則是依靠對(duì)環(huán)境極為敏感(如障礙、多徑、干擾等)的RSSI技術(shù)。TOF在遠(yuǎn)距離、成本低、尺寸小、響應(yīng)時(shí)間快等方面具有明顯優(yōu)勢。也是基于此，UWB具有廣覆蓋及數(shù)據(jù)傳輸率高的競爭優(yōu)勢。Qorvo 高級(jí)銷售經(jīng)理 Jessica介紹說：“UWB 的覆蓋范圍可以做到25米到250米，WiFi是50米到150米，藍(lán)牙是15米到100米。如果做數(shù)據(jù)傳輸，比如跟藍(lán)牙對(duì)比，UWB可以做到27M bps的傳輸速率，并且可以對(duì)一些數(shù)據(jù)做實(shí)時(shí)傳輸。”其次，UWB是超寬帶，顧名思義，它具備500MHz的極高帶寬，這是實(shí)現(xiàn)高精度的關(guān)鍵——因?yàn)榉直媛逝c帶寬(BW)成反比(分辨率=1/BW)。UWB10秒內(nèi)大概可尋1000個(gè)物件，具備極強(qiáng)的尋物能力。
綜合總結(jié)，UWB 具備以下五大優(yōu)點(diǎn)：
首先是精準(zhǔn)度極高。UWB可以到厘米級(jí)的精準(zhǔn)度，目前在眾多定位技術(shù)中沒有比這精度級(jí)別更高的。據(jù)了解，GPS是5到20米，WiFi是5到15米。第二是可靠度高。對(duì)于不同的物體直接傳輸識(shí)別，抗多徑干擾，UWB 的能力是最強(qiáng)的。第三是實(shí)時(shí)。延時(shí)特別短，毫秒級(jí)，比GPS的響應(yīng)時(shí)間快50倍，這個(gè)是一個(gè)非常好的性能，未來會(huì)有很好的應(yīng)用。第四，實(shí)現(xiàn)方式容易，功耗比較低，各種手持產(chǎn)品都是可以非常方便應(yīng)用的。第五，高安全性。一般手機(jī)里是有安全單元，UWB本身符合IEEE 802.15.4a/z邊界協(xié)議，數(shù)據(jù)包里面含有加密的字段，可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。還可以結(jié)合手機(jī)里的SE安全單元，做更高的安全級(jí)別。UWB是怎么工作的呢？UWB工作的方式比較直接。它傳輸數(shù)據(jù)并非采用常見的連續(xù)載波，而是通過脈沖信號(hào)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。當(dāng)一個(gè)射頻信號(hào)源發(fā)出去以后，接收源會(huì)第一時(shí)間收到直線距離到達(dá)的信號(hào)。通過接收的時(shí)間戳，可以計(jì)算信號(hào)飛行距離。對(duì)于UWB來講，所有的反射對(duì)它來說都可以忽略不計(jì)，直接可以接收分辨出最先到達(dá)的信號(hào)。不止這些，還可以通過到達(dá)相位差、計(jì)算出角度差，最后通過距離和角度來定位出接收端的目標(biāo)在什么相對(duì)位置。
Qorvo 中國區(qū)移動(dòng)事業(yè)部銷售總監(jiān)江雄介紹UWB如何工作
UWB技術(shù)的應(yīng)用前景
據(jù)介紹，UWB目前主要用在溫度傳感器、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)收集等數(shù)據(jù)量不太大的應(yīng)用中。此外，類似定位網(wǎng)絡(luò)、報(bào)警信息也可以通過UWB來收集。因?yàn)槿绻肳iFi收集的話，很多熱點(diǎn)或手機(jī)設(shè)備就都會(huì)對(duì)它產(chǎn)生干擾。隨著技術(shù)的發(fā)展，及生態(tài)的普及，UWB還有很多其他可能性的應(yīng)用：
對(duì)于定位服務(wù)。傳統(tǒng)的定位方式主要依靠信號(hào)強(qiáng)度來測量，例如Wifi、藍(lán)牙，一般能做到5米的精度，準(zhǔn)確率能有70%。有些技術(shù)能通過窄帶TOF的方式定位，在保證70%準(zhǔn)確率的情況下也只能做到2米精度。UWB技術(shù)是100%物件的識(shí)別，精度能做到小于0.1米。所以，對(duì)于找定位的技術(shù)來講，UWB肯定是最強(qiáng)的。藍(lán)牙也是很常用的室內(nèi)定位技術(shù)，那UWB和藍(lán)牙這兩種技術(shù)有什么差別呢？江雄很形象的介紹說：“對(duì)于尋找失物來說嗎，藍(lán)牙方案能告訴你大概在廚房；UWB技術(shù)可以做到告訴你在廚房的第二個(gè)柜臺(tái)上面，這便是兩種技術(shù)的差別?！?/p>
對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸，江雄介紹說，這是一個(gè)新的應(yīng)用方向，比如VR應(yīng)用，還有手機(jī)對(duì)手機(jī)，手機(jī)對(duì)耳機(jī)，以及AR等，層出不窮的新應(yīng)用會(huì)陸續(xù)到來。隨著UWB傳輸速率不斷的提高，AR、VR，以及有實(shí)時(shí)位移變動(dòng)，或根據(jù)手的體感變動(dòng)實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)的，都可以采用UWB技術(shù)。除了精準(zhǔn)度高之外，UWB跟藍(lán)牙比，傳同樣字節(jié)的時(shí)候，因?yàn)閁WB的時(shí)間短，所以平均功耗低。不過在數(shù)據(jù)傳輸方案，UWB只適用于特定場合的數(shù)據(jù)傳輸，尤其是數(shù)據(jù)量不大的情況。如果傳輸量比較大，時(shí)間比較長，功耗就會(huì)比藍(lán)牙大。其實(shí)，每個(gè)技術(shù)都有它的長項(xiàng)和稍微不足的地方。比如做簡單的AGV定位，激光反射可能是最準(zhǔn)的；如果是大量照片、音樂傳輸?shù)脑?，目前還是建議WiFi比較好；如果是室內(nèi)活動(dòng)的人來說，UWB定位則是最好的。
UWB屬于混合信號(hào)芯片，目前市場價(jià)格偏高。不過隨著應(yīng)用的不斷深入，尤其是市場不斷由工業(yè)領(lǐng)域，擴(kuò)展到消費(fèi)領(lǐng)域，隨著體量的增加，未來UWB的價(jià)格會(huì)趨近于與藍(lán)牙一樣。具體需要到什么體量成本才有所下降呢？Qorvo表示，至少百萬級(jí)。目前藍(lán)牙已經(jīng)是千萬，上億級(jí)別。
UWB技術(shù)的關(guān)鍵：芯片
對(duì)于UWB技術(shù)來說，UWB芯片是最為關(guān)鍵的一環(huán)。在實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)應(yīng)用中，主要的UWB芯片供應(yīng)商有Qorvo、恩智浦、3DB Access/Renesas Electronics等；在移動(dòng)應(yīng)用中，主要的UWB芯片供應(yīng)商有蘋果、Qorvo、恩智浦等；在汽車應(yīng)用中，主要的UWB芯片供應(yīng)商有恩智浦、3DB Access/Microchip, 3DB Access/Renesas Electronics等；在智能家居應(yīng)用中，主要的UWB芯片供應(yīng)商有蘋果、Qorvo、恩智浦等。國內(nèi)目前雖然也有一些UWB芯片研發(fā)廠商，如浩云科技、精位科技、紐瑞芯、易百德、瀚巍微電子、優(yōu)智聯(lián)等，但整體技術(shù)實(shí)力及市場體量都與國外這些一線廠商有非常大的差距。
蘋果的UWB是當(dāng)前技術(shù)實(shí)力比較強(qiáng)的，且出貨量也相當(dāng)可觀。不過，蘋果的UWB芯片并不對(duì)外供應(yīng)。在公開的UWB芯片市場，Qorvo的UWB 技術(shù)也是行業(yè)先鋒，并且也是產(chǎn)業(yè)布局非常全面的技術(shù)廠商之一。江雄介紹，Qorvo于2013年便開始量產(chǎn)第一批UWB產(chǎn)品，當(dāng)時(shí)主要是在原來的實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)里去做。截至目前，已經(jīng)有包括煤礦、隧道、智慧工廠、公安系統(tǒng)、倉儲(chǔ)、物流等40多個(gè)垂直行業(yè)的應(yīng)用。去年Qorvo 收購了業(yè)界領(lǐng)先廠商 Decawave，進(jìn)一步鞏固其在 UWB 市場的穩(wěn)固地位。
據(jù)介紹，Qorvo的UWB技術(shù)，目前最高的是27M bps。后續(xù)還會(huì)繼續(xù)提高輸出速率，未來做到54、108M。Qorvo的UWB技術(shù)主要是做定位，也可以做數(shù)據(jù)傳輸，不過比較理想的是針對(duì)帶有位置移動(dòng)的、低時(shí)延的數(shù)據(jù)。對(duì)于音樂、照片的傳輸，目前更多還是通過WiFi的方式來傳輸。不過，江雄表示，未來，AR、VR，及體感游戲等，這些需要根據(jù)位置來傳輸一些相應(yīng)的短音樂的應(yīng)用，或者是短坐標(biāo)的傳輸，這些UWB技術(shù)都可以實(shí)現(xiàn)，而且會(huì)比藍(lán)牙更好。
江雄透露，Qorvo 正在做產(chǎn)品集成度更高的下一代產(chǎn)品，為客戶提供更好的服務(wù)。Qorvo 提供的 UWB 芯片是混合信號(hào)的芯片，具備性能好、功耗低等特征，目前市場上已經(jīng)賣得很多了。不過，Qorvo 提供的 UWB 芯片是混合信號(hào)的芯片，目前在市場上的價(jià)格還是偏高， Jessica表示， Qorvo 認(rèn)為，當(dāng)其應(yīng)用能達(dá)到藍(lán)牙的體量時(shí)UWB 芯片也就能做到藍(lán)牙的價(jià)格。
江雄表示，“我們提供的UWB芯片具有非常好的性能、且低功耗。此外，我們還提供了比較全面的技術(shù)支持，也會(huì)提供很多軟件支持給客戶，還有生態(tài)系統(tǒng)，現(xiàn)在非常完善。我們可以為客戶提供一整套的完整的UWB解決方案?！?/p>
