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探秘超寬帶技術:UWB技術

發布時間 :

2019-12-23

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今年9月11日,最新一代iPhone11終于與大家見面,除了A13處理器的性能一騎絕塵和3攝像頭升級,另一引人注目黑科技的就是那顆神秘的U1芯片。對此,蘋果只是簡單解釋了“借助U1,您可以將iPhone對準他人的設備,AirDrop會優先考慮該設備,以便您可以更快地共享文件。這僅僅是開始。

U1芯片到底搭載了什么黑科技呢?我們從iPhone的技術說明文檔中不難發現,在模組中有提到超寬帶芯片(Ultra Wideband Chip),用該技術可以提升設備的空間感知能力(Spatial Awareness)。

什么是UWB?

FCC對超寬帶的定義是信號帶寬和載波比大于0.2,或信號帶寬不小于500MHz,當工作在非授權頻段時對功率譜也有嚴格的要求,即不高于-41.3dBm/MHz。

現在我們說的UWB是基于IEEE 802.15.4-2015里定義的UWB模式,目前正在定義的802.15.4z對UWB的定位和安全功能以及傳輸距離做了進一步增強。

UWB都可以用來做什么?應用場景有哪些?

UWB芯片潛在應用包括智能家居技術,增強現實,移動支付,無鑰匙進入汽車,甚至室內人員定位導航等,越來越多的應用正在開發中。以UWB工業聯盟之一FiRa為例,其定義了三大用例:無縫訪問控制、基于位置的服務和設備到設備服務。

例如在無縫訪問控制情景中

應用了UWB的智能門鎖,如果不站在門鎖的前,門就不會打開;如果進門之后他就會自動鎖定。

例如在基于位置的服務情景中

在家庭音頻系統中,應用了UWB技術后可以根據聽眾的位置在多個房間中移動音樂播放。

例如在設備到設備服務情景中

兩個拿著手機的人可以精確地相互定位,父母不會失去對孩子的追蹤,拼車客戶可以在車海中找到他們的駕駛員。

UWB為什么火起來?

隨著物聯網時代的到來,人們對于智能家居,增強現實,移動支付,無鑰匙進入等技術的需求越來越高,對于設備之間的傳輸精度、定位精度、速度等要求也隨之提高。

正因為UWB技術由于其相比于藍牙,Wi-Fi等技術有著更好的定位精度,更強的抗干擾能力,由此走到大家的眼前。最近,隨著iPhone超高的帶貨能力,UWB也算正式進入“網紅”技術的范疇。

UWB和其他定位技術有什么區別?

未來無線定位技術的趨勢是室內與室外相結合,實現精確并且無縫的定位。室外定位很明確,即GNSS技術,例如GPS,北斗等。而室內定位技術則呈現百花齊放百家爭鳴的態勢,包括Wi-Fi,藍牙,紅外線,RFID和Zigbee等等。

在定位精度方面UWB排名第一,可以達到30cm以內,其余技術的定位精度均在1m以上,遠遠低于UWB。同時在安全性,定位范圍等,UWB也是最高的。