UWB重現(xiàn)生機(jī)，以精準(zhǔn)定位見(jiàn)長(zhǎng)

2019年9月，蘋(píng)果的iPhone11系列的創(chuàng)新之一是首發(fā)了UWB技術(shù)，用于精準(zhǔn)的室內(nèi)定位和室內(nèi)導(dǎo)航。接下來(lái)三星等手機(jī)廠(chǎng)商也計(jì)劃采用。不僅如此，芯片廠(chǎng)商恩智浦也推出了UWB芯片，除了手機(jī)外，還十分看好UWB在汽車(chē)、智能家居、工業(yè)等應(yīng)用。為此，恩智浦大中華區(qū)銷(xiāo)售與市場(chǎng)副總裁錢(qián)志軍向電子產(chǎn)品世界記者詳細(xì)介紹了UWB的特點(diǎn)。

1 UWB如何應(yīng)用？

在各種無(wú)線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)中，恩智浦非常重視UWB。UWB在過(guò)去實(shí)際上是一個(gè)通信協(xié)議，多年前UWB還是著重高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩叹嚯x協(xié)議，經(jīng)過(guò)十多年的演進(jìn)，今天的UWB是基于2ns脈沖的特性，可用于精準(zhǔn)定位的應(yīng)用，該技術(shù)可做到約5cm的精準(zhǔn)定位并且能測(cè)量角度和距離。不管是Wi-Fi定位還是藍(lán)牙定位，甚至是其他任何現(xiàn)有技術(shù)，都無(wú)法做到這一點(diǎn)。

關(guān)于UWB在汽車(chē)中的應(yīng)用，恩智浦一直在投入努力。現(xiàn)在歐洲的幾大汽車(chē)廠(chǎng)商正在組成一個(gè)聯(lián)盟，會(huì)將UWB變成智能汽車(chē)無(wú)鑰匙進(jìn)入（PKE）系統(tǒng)的一部分，今天的PKE系統(tǒng)可以在高端車(chē)中用手機(jī)開(kāi)車(chē)門(mén)。通常，不管是有線(xiàn)還是無(wú)線(xiàn)鑰匙，車(chē)主都要帶其來(lái)發(fā)動(dòng)汽車(chē)。不過(guò)，PKE仍有漏洞，例如小偷可以通過(guò)藍(lán)牙中繼，在用戶(hù)的鑰匙放在家里的情況下，把家門(mén)口的車(chē)偷走，這種漏洞來(lái)源于藍(lán)牙信號(hào)可以通過(guò)中繼的方式來(lái)放大。但是采用UWB技術(shù)后，由于UWB的精準(zhǔn)定位功能，可以物理感知車(chē)鑰匙是在車(chē)?yán)?、?chē)外還是車(chē)前端。在這種情況下，即使通信機(jī)制還是基于藍(lán)牙也沒(méi)有關(guān)系，因?yàn)椴粫?huì)出現(xiàn)誤認(rèn)為車(chē)鑰匙在旁從而可以開(kāi)走車(chē)的情況。

恩智浦還與手機(jī)廠(chǎng)商、物聯(lián)網(wǎng)廠(chǎng)商一起大力開(kāi)發(fā)基于UWB的除了手機(jī)和汽車(chē)以外的可結(jié)合場(chǎng)景。例如戴兒童手表的孩子，走丟了可以給父母打電話(huà)，在短距離的情況下通過(guò)手機(jī)或手表內(nèi)的UWB，可以精準(zhǔn)定位小孩的位置。

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

此外，UWB還可以應(yīng)用于標(biāo)簽、零售等領(lǐng)域。

錢(qián)志軍在跟客戶(hù)尤其是中國(guó)客戶(hù)的溝通時(shí)，發(fā)現(xiàn)客戶(hù)有大量的想法希望在2020年或2021年實(shí)施。

2 UWB與其他無(wú)線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系

恩智浦與歐盟的幾家車(chē)廠(chǎng)溝通時(shí)，認(rèn)為UWB今后有望成為現(xiàn)有產(chǎn)品的互補(bǔ)。未來(lái)發(fā)展到一定的階段，也可能變成替代的關(guān)系。

例如，今天PKE系統(tǒng)主要分為用藍(lán)牙方式或NFC方式，二者各有優(yōu)劣：藍(lán)牙比較簡(jiǎn)單，但精度和安全性不如NFC那么容易控制；因?yàn)镹FC做車(chē)鑰匙需要首先拿出手機(jī)碰一下車(chē)門(mén)，或者將手機(jī)放在汽車(chē)的某一個(gè)特定的pad（面板）上才能啟動(dòng)汽車(chē)及進(jìn)行互操作。由于藍(lán)牙的距離比NFC長(zhǎng)，所以比較方便；但如果缺少了UWB技術(shù)，缺陷也會(huì)體現(xiàn)出來(lái)。

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

在與車(chē)廠(chǎng)溝通的過(guò)程中，車(chē)廠(chǎng)也會(huì)問(wèn)：假設(shè)2年后有了UWB，是不是要用藍(lán)牙？恩智浦認(rèn)為絕大部分情況下是需要的，因?yàn)樗{(lán)牙作為一個(gè)低功耗喚醒機(jī)制，可以喚醒UWB進(jìn)行認(rèn)證和追蹤。UWB和NFC相結(jié)合的應(yīng)用是：UWB能讓現(xiàn)在的NFC更順暢地在車(chē)內(nèi)使用，例如進(jìn)入到車(chē)內(nèi)后，只要知道手機(jī)在車(chē)內(nèi)即可正常行駛，一旦手機(jī)在車(chē)門(mén)外是不能發(fā)動(dòng)汽車(chē)的。

如果UWB的技術(shù)更成熟，尤其是功耗再下降的話(huà)，有可能可以產(chǎn)生替代的產(chǎn)品。

3 UWB為什么現(xiàn)在煥發(fā)了生機(jī)？

UWB技術(shù)誕生了一二十年，為什么現(xiàn)在非常受歡迎？

UWB的原始應(yīng)用是作為超寬帶通信應(yīng)用于近距離高速數(shù)據(jù)傳輸。近10年來(lái)，其他的替代技術(shù)諸如Wi-Fi、4G、5G等通信技術(shù)已經(jīng)極大地發(fā)展起來(lái)，從近距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕嵌瓤?，例如Wi-Fi 5、Wi-Fi 6已經(jīng)能達(dá)到接近10 Gbit/s的傳輸率。由于這幾年的生態(tài)建設(shè)，在短距離數(shù)據(jù)傳輸上的應(yīng)用受到了抑制。但由于產(chǎn)品性能，尤其是UWB 2ns的通信機(jī)制，使其能很精確地測(cè)量信號(hào)之間的傳輸延遲和進(jìn)來(lái)的角度。這樣它的算法可以很精準(zhǔn)地測(cè)算產(chǎn)品的定位，從短距離的通信變成了一個(gè)精準(zhǔn)定位的技術(shù)。從這個(gè)角度看，UWB已經(jīng)轉(zhuǎn)移了最主要的應(yīng)用市場(chǎng)。

今天UWB基于定位的應(yīng)用已經(jīng)在一些需要高精度定位的物流和商場(chǎng)里面使用，只不過(guò)現(xiàn)在的應(yīng)用規(guī)模較小，還沒(méi)有真正的大規(guī)模應(yīng)用。

4 為何過(guò)去UWB沒(méi)有流行起來(lái)？

主要是兩方面：①技術(shù)原因，UWB目前的功耗比藍(lán)牙高，因此在低功耗的應(yīng)用場(chǎng)景下，尤其是對(duì)電池供電的應(yīng)用場(chǎng)景下，可能會(huì)有局限性；②UWB的生態(tài)系統(tǒng)還沒(méi)有被真正培育出來(lái)，用例還沒(méi)有被開(kāi)發(fā)出來(lái)，上面提及的一些例子是很多廠(chǎng)商在探討或者試圖探索的領(lǐng)域，預(yù)計(jì)未來(lái)一兩年基于UWB的各種應(yīng)用就會(huì)有比較大的發(fā)展。尤其是當(dāng)人們發(fā)現(xiàn)汽車(chē)和手機(jī)這兩個(gè)最重要的、量最大的節(jié)點(diǎn)都已經(jīng)有UWB功能的時(shí)候，就會(huì)發(fā)現(xiàn)圍繞UWB技術(shù)，相應(yīng)的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品、智能家庭的產(chǎn)品，或者是企業(yè)類(lèi)的產(chǎn)品就會(huì)有比較大的發(fā)展。

5 UWB定位跟藍(lán)牙的具體定位精度區(qū)別？

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