UWB（超宽带）技术在消费市场的应用和前景|逆天资讯 - 逆天PCB论坛

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提示：会员销售的附件,下载积分 = 版块积分 + 销售积分只看楼主倒序阅读使用道具 0楼发表于: 2021-08-02

日前，在第九届EEVIA年度中国电子ICT媒体论坛暨2021产业和技术展望研讨会上， Qorvo中国区移动事业部销售总监江雄带来演讲主题：《UWB（超宽带）技术在消费市场的应用和前景》。

他表示，今年4月份，苹果发布了AirTag，大家对AirTag的理解就是用UWB技术来帮助找物。但除此之外，UWB还可以应用于很多场景。拿苹果手机来说，可以控制音响，也可以控制灯，可以做很多场景的应用。

“比如这是一个屋子，屋子里面有小孩，还有宠物，规定他不要离开哪个区域，如果超出就会提示。其实我有美国的朋友，他们就是把苹果的AirTag挂在小狗身上，跑到某个区域就能看到有多远，可以去找。还有老人监测，老人如果摔倒以后就不动了，不动就一个姿势保持长期不动。一看到这是有异常的情况，就发现这有问题，也可以做报警。当然还有电视自动控制，每个人靠近电视的时候会自动识别，比如小孩放动画片，是成年男子就放体育台，如果是妈妈可能放的是综艺节目，也可以做一些小小的场景应用。”江雄介绍说。

除了这些以外，当然还可以寻找失物。“之前用蓝牙做的方案，丢了一个东西能告诉你大概在卧房。而用UWB技术可以做到丢了一个东西，告诉你在厨房的第二个柜台上面。这是两种技术的差别。”江雄指出。

下图是一个自动入屋演示。“比如戴着AirTag进入自己家，三米左右就识别到是你，就帮你开了门，同时还可以根据你的ID信息个性化配置智能家居的设置。”江雄说。

下图这个场景中，人在屋里走动的过程中，走到卧室，卧室灯就亮了；走到客厅，客厅灯亮了，卧室灯关了；或者喜欢听音乐，走进卧室的时候，卧室音乐就响了；离开卧室，卧室音乐关掉，客厅音乐响了。而且可以通过软件做到无感化，即离开卧室，卧室的音乐慢慢地变小；进入客厅范围，客厅音乐响起来。听上去感觉是无缝连接，这也是一种应用。

那么到底什么是UWB？
UWB是一种专为精准定位和安全通信而设计的技术。最早的位置寻找系统是GPS。大概在2000年初，民用GPS落地，然后给大家带来了非常多的方便。现在人们去开车旅游，都会使用GPS，如果没有GPS就跑不了那么远。GPS比较适合在室外导航，那么在室内导航又该怎么办？“我的车放在什么地方老忘，GPS找不到，去某个商场，不知道在商场哪个位置，然后想到有没有一些室内定位技术。这就是UWB产生的背景。”江雄指出。

UWB技术最主要有五大优点：
首先是精准度极高，因为它是到厘米级的精准度，现在市面定位技术里面没有比这个更高的。
第二是可靠性。可靠度特别高，因为对于不同的物体直接传输识别，抗多径干扰，它的能力是最强的。
第三是实时。延时特别短，是毫秒级，比GPS的响应时间快50倍，这是一个非常好的性能，到后来会有很好的应用。
第四是实现方式比较容易，功耗比较低，各种手持产品都可以非常方便地应用。
最后是安全性，现在UWB都符合IEEE 802.15.4z标准。
下图是不同定位技术的比较。这些技术都可以做定位，可以看到，首先从应用场景来看，UWB室内室外都可以用，GPS只能室外。精准度来讲，UWB可以到厘米级，这是最小的。GPS是5到20米，WiFi是5到15米。还有覆盖范围，UWB为25到250米，蓝牙100到15米，WiFi是50到150米。数据传输力，这个指标平常很少宣传，UWB超宽带的数据传输可以做27Mbps。UWB安全性极高，远超其它技术。延时是毫秒级，蓝牙差不多三秒。还有寻物，大概10秒可寻1000个物件。这些都是UWB跟其它定位技术相比的优势所在。

下图是不同定位技术的精度对比。传统的定位方式主要依靠信号强度来测量，例如Wifi和蓝牙，这两种方式一般能做到5米的精度，准确率能有70%。有些技术能通过窄带ToF的方式定位，在保证70%准确率的情况下也只能做到2米精度。UWB技术是100%物件的识别精度都小于0.1米，这是非常强的。所以，对于寻找定位的技术来讲，UWB肯定是最强的。

UWB是怎么工作的呢？工作的方式其实也比较直接。下面是一个算法，大概意思是，当一个射频信号源把信号发出去以后，接收源会第一时间收到直线距离到达的信号，通过接收的时间戳就可以计算信号的飞行距离。虽然在屋内有很多的反射，反射以后有互相的干扰，而且反射以后信号有时候还会增强，但是对UWB来讲，所有的反射对它来说都可以忽略不计，直接可以接收分辨出最先到达的信号。它有一种计算方式，算出哪个是距它最短距离的，那个就是信号源。不止这些，还可以通过到达相位差计算出角度差，最后通过距离和角度来定位出接收端的目标在什么相对位置。

现在Qorvo处于UWB比较领先的位置。“我们做得早，从2013年就开始了，现在工业上已经有非常多的应用了。目前大概有40个不同的垂直市场在使用UWB技术，矿山、公安系统、仓储、物流、工厂里边很多在用。工业里面有很多。标准来讲，已经有很多种标准了，包括IEEE 802.15.4a/z，以及欧洲汽车联盟CCC的标准，以及UWB生态联盟Fira的标准等等。我们提供的Chip也是非常好的性能、低功耗。目前市场上已经卖得很多了，下一代还在做产品集成度更高的产品。我们还提供了比较全面的技术支持，也会提供很多软件的支持给客户。还有Ecosystem，现在非常完善。我们可以提供最好的方案给客户。”江雄指出。

下图说明了Qorvo UWB的工作方式。在图表右侧，绿色部分是Qorvo提供的软件服务。在左侧图表，还可以结合该公司射频产品做出性能更好的SiP，还有一些很好的天线设计。“我们可以有一整套的技术，我们国内的业务也很高，现在对整个支持都比较好。”江雄表示。

当然，UWB还有一些其它可能的应用。就像小米、oppo在做的“一键连”、“一指连”，拿一个手机就可以很容易去操控屋内的一些家用电器。
再比如博物馆导览。博物馆里的室内导航，到不同展品处拿对讲机按一下，就可以听语音讲解。UWB可以做类似功能，走到哪里都有一个标签会自动定位播放，而且非常精准不错位。这也是非常好的应用。

还有增强型支付。现在有NFC的，比较好用。但其实不一定要贴上去，而是到一定位置就可以帮忙付款，就像是有一定距离的NFC。

还有等出租车。一边都是出租车，另一边都是人排队，不知道哪辆车是谁召的。用UWB就可以自动识别，这是某某某的出租车，这样就比较容易找到。

还有一种地铁里的场景。相当于现在坐地铁，有些人是用NFC，或者用微信小程序打开乘车码来扫码，而UWB可以实现稍微有一定距离的识别，或者不用伸出去，直接走过去的过程中它就帮忙识别好了。

当然，UWB除了位置的服务，还有数据的服务，这是一个新的应用方向。利用27Mbps传输速率，还有延时比较短的特性，可以做数据的传输。数据传输有一些新的应用，比如VR应用，还有手机对手机、手机对耳机，还有AR等，未来也有新的应用出来。

那么，什么时候UWB才会真正爆发呢？“我个人觉得，现在就是一个很好的爆发时间点了。我们已经有很多客户非常关注，在使用这样的产品。刚才我也提到了OPPO、小米等手机厂商在使用，或者在关注，美的等家用电器的公司也都在关注UWB的技术。手机的应用将带动市场的发展。”江雄表示，“联盟里有非常多的供应商，也有比较重量级的用户，生态已非常完善。”