UWB重現(xiàn)生機，以精準定位見長

2019年9月，蘋果的iPhone11系列的創(chuàng)新之一是首發(fā)了UWB技術，用于精準的室內定位和室內導航。接下來三星等手機廠商也計劃采用。不僅如此，芯片廠商恩智浦也推出了UWB芯片，除了手機外，還十分看好UWB在汽車、智能家居、工業(yè)等應用。為此，恩智浦大中華區(qū)銷售與市場副總裁錢志軍向電子產品世界記者詳細介紹了UWB的特點。

1 UWB如何應用？

在各種無線標準中，恩智浦非常重視UWB。UWB在過去實際上是一個通信協(xié)議，多年前UWB還是著重高速數(shù)據傳輸?shù)亩叹嚯x協(xié)議，經過十多年的演進，今天的UWB是基于2ns脈沖的特性，可用于精準定位的應用，該技術可做到約5cm的精準定位并且能測量角度和距離。不管是Wi-Fi定位還是藍牙定位，甚至是其他任何現(xiàn)有技術，都無法做到這一點。

關于UWB在汽車中的應用，恩智浦一直在投入努力。現(xiàn)在歐洲的幾大汽車廠商正在組成一個聯(lián)盟，會將UWB變成智能汽車無鑰匙進入（PKE）系統(tǒng)的一部分，今天的PKE系統(tǒng)可以在高端車中用手機開車門。通常，不管是有線還是無線鑰匙，車主都要帶其來發(fā)動汽車。不過，PKE仍有漏洞，例如小偷可以通過藍牙中繼，在用戶的鑰匙放在家里的情況下，把家門口的車偷走，這種漏洞來源于藍牙信號可以通過中繼的方式來放大。但是采用UWB技術后，由于UWB的精準定位功能，可以物理感知車鑰匙是在車里、車外還是車前端。在這種情況下，即使通信機制還是基于藍牙也沒有關系，因為不會出現(xiàn)誤認為車鑰匙在旁從而可以開走車的情況。

恩智浦還與手機廠商、物聯(lián)網廠商一起大力開發(fā)基于UWB的除了手機和汽車以外的可結合場景。例如戴兒童手表的孩子，走丟了可以給父母打電話，在短距離的情況下通過手機或手表內的UWB，可以精準定位小孩的位置。

現(xiàn)在人們的家中有很多智能設備，UWB由于擁有某個人的精準定位信息，可以更加個性化地控制智能家居中的功能。

此外，UWB還可以應用于標簽、零售等領域。

錢志軍在跟客戶尤其是中國客戶的溝通時，發(fā)現(xiàn)客戶有大量的想法希望在2020年或2021年實施。

2 UWB與其他無線標準的關系

恩智浦與歐盟的幾家車廠溝通時，認為UWB今后有望成為現(xiàn)有產品的互補。未來發(fā)展到一定的階段，也可能變成替代的關系。

例如，今天PKE系統(tǒng)主要分為用藍牙方式或NFC方式，二者各有優(yōu)劣：藍牙比較簡單，但精度和安全性不如NFC那么容易控制；因為NFC做車鑰匙需要首先拿出手機碰一下車門，或者將手機放在汽車的某一個特定的pad（面板）上才能啟動汽車及進行互操作。由于藍牙的距離比NFC長，所以比較方便；但如果缺少了UWB技術，缺陷也會體現(xiàn)出來。

恩智浦不僅將UWB作為實現(xiàn)定位功能的技術，還將通信的加密也考慮在內，因此恩智浦的方案是將定位、加密、安全結合在一起，推出三位一體的產品。

在與車廠溝通的過程中，車廠也會問：假設2年后有了UWB，是不是要用藍牙？恩智浦認為絕大部分情況下是需要的，因為藍牙作為一個低功耗喚醒機制，可以喚醒UWB進行認證和追蹤。UWB和NFC相結合的應用是：UWB能讓現(xiàn)在的NFC更順暢地在車內使用，例如進入到車內后，只要知道手機在車內即可正常行駛，一旦手機在車門外是不能發(fā)動汽車的。

如果UWB的技術更成熟，尤其是功耗再下降的話，有可能可以產生替代的產品。

3 UWB為什么現(xiàn)在煥發(fā)了生機？

UWB技術誕生了一二十年，為什么現(xiàn)在非常受歡迎？

UWB的原始應用是作為超寬帶通信應用于近距離高速數(shù)據傳輸。近10年來，其他的替代技術諸如Wi-Fi、4G、5G等通信技術已經極大地發(fā)展起來，從近距離數(shù)據傳輸?shù)慕嵌瓤?，例如Wi-Fi 5、Wi-Fi 6已經能達到接近10 Gbit/s的傳輸率。由于這幾年的生態(tài)建設，在短距離數(shù)據傳輸上的應用受到了抑制。但由于產品性能，尤其是UWB 2ns的通信機制，使其能很精確地測量信號之間的傳輸延遲和進來的角度。這樣它的算法可以很精準地測算產品的定位，從短距離的通信變成了一個精準定位的技術。從這個角度看，UWB已經轉移了最主要的應用市場。

今天UWB基于定位的應用已經在一些需要高精度定位的物流和商場里面使用，只不過現(xiàn)在的應用規(guī)模較小，還沒有真正的大規(guī)模應用。

4 為何過去UWB沒有流行起來？

主要是兩方面：①技術原因，UWB目前的功耗比藍牙高，因此在低功耗的應用場景下，尤其是對電池供電的應用場景下，可能會有局限性；②UWB的生態(tài)系統(tǒng)還沒有被真正培育出來，用例還沒有被開發(fā)出來，上面提及的一些例子是很多廠商在探討或者試圖探索的領域，預計未來一兩年基于UWB的各種應用就會有比較大的發(fā)展。尤其是當人們發(fā)現(xiàn)汽車和手機這兩個最重要的、量最大的節(jié)點都已經有UWB功能的時候，就會發(fā)現(xiàn)圍繞UWB技術，相應的物聯(lián)網產品、智能家庭的產品，或者是企業(yè)類的產品就會有比較大的發(fā)展。

5 UWB定位跟藍牙的具體定位精度區(qū)別？

數(shù)量級的不同。今天的UWB可以實現(xiàn)±3°，約5~10 cm的精度，而藍牙的算法精度都是米級或更長。