UWB重現生機，以精準定位見(jiàn)長(cháng)

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)，用于精準的室內定位和室內導航。接下來(lái)三星等手機廠(chǎng)商也計劃采用。不僅如此，芯片廠(chǎng)商恩智浦也推出了UWB芯片，除了手機外，還十分看好UWB在汽車(chē)、智能家居、工業(yè)等應用。為此，恩智浦大中華區銷(xiāo)售與市場(chǎng)副總裁錢(qián)志軍向電子產(chǎn)品世界記者詳細介紹了UWB的特點(diǎn)。

1 UWB如何應用？

在各種無(wú)線(xiàn)標準中，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(zhù)重高速數據傳輸的短距離協(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，可用于精準定位的應用，該技術(shù)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)中的應用，恩智浦一直在投入努力?，F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）系統的一部分，今天的PKE系統可以在高端車(chē)中用手機開(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)源于藍牙信號可以通過(guò)中繼的方式來(lái)放大。但是采用UWB技術(shù)后，由于UWB的精準定位功能，可以物理感知車(chē)鑰匙是在車(chē)里、車(chē)外還是車(chē)前端。在這種情況下，即使通信機制還是基于藍牙也沒(méi)有關(guān)系，因為不會(huì )出現誤認為車(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的除了手機和汽車(chē)以外的可結合場(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)手機或手表內的UWB，可以精準定位小孩的位置。

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

此外，UWB還可以應用于標簽、零售等領(lǐng)域。

錢(qián)志軍在跟客戶(hù)尤其是中國客戶(hù)的溝通時(shí)，發(fā)現客戶(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)標準的關(guān)系

恩智浦與歐盟的幾家車(chē)廠(chǎng)溝通時(shí)，認為UWB今后有望成為現有產(chǎn)品的互補。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(jiǎn)單，但精度和安全性不如NFC那么容易控制；因為NFC做車(chē)鑰匙需要首先拿出手機碰一下車(chē)門(mén)，或者將手機放在汽車(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。由于藍牙的距離比NFC長(cháng)，所以比較方便；但如果缺少了UWB技術(shù)，缺陷也會(huì )體現出來(lái)。

恩智浦不僅將UWB作為實(shí)現定位功能的技術(shù)，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(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(gè)低功耗喚醒機制，可以喚醒UWB進(jìn)行認證和追蹤。UWB和NFC相結合的應用是：UWB能讓現在的NFC更順暢地在車(chē)內使用，例如進(jìn)入到車(chē)內后，只要知道手機在車(chē)內即可正常行駛，一旦手機在車(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為什么現在煥發(fā)了生機？

UWB技術(shù)誕生了一二十年，為什么現在非常受歡迎？

UWB的原始應用是作為超寬帶通信應用于近距離高速數據傳輸。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)，從近距離數據傳輸的角度看，例如Wi-Fi 5、Wi-Fi 6已經(jīng)能達到接近10 Gbit/s的傳輸率。由于這幾年的生態(tài)建設，在短距離數據傳輸上的應用受到了抑制。但由于產(chǎn)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(jìn)來(lái)的角度。這樣它的算法可以很精準地測算產(chǎn)品的定位，從短距離的通信變成了一個(gè)精準定位的技術(shù)。從這個(gè)角度看，UWB已經(jīng)轉移了最主要的應用市場(chǎng)。

今天UWB基于定位的應用已經(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)現在的應用規模較小，還沒(méi)有真正的大規模應用。

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目前的功耗比藍牙高，因此在低功耗的應用場(chǎng)景下，尤其是對電池供電的應用場(chǎng)景下，可能會(huì )有局限性；②UWB的生態(tài)系統還沒(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，預計未來(lái)一兩年基于UWB的各種應用就會(huì )有比較大的發(fā)展。尤其是當人們發(fā)現汽車(chē)和手機這兩個(gè)最重要的、量最大的節點(diǎn)都已經(jīng)有UWB功能的時(shí)候，就會(huì )發(fā)現圍繞UWB技術(shù)，相應的物聯(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定位跟藍牙的具體定位精度區別？

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