UWB迎来爆发期！UWB怎么工作？UWB未来市场在哪？

10日晚间，雷军发表的题为《我的梦想，我的选择》的主题演讲这两天一直在刷屏各大媒体平台及米粉们的微信朋友圈。3小时1万字的演讲，雷军分享了小米成立10年以来所做的10个最艰难的选择。深情的讲述，满满的正能量。雷军的这次演讲，同时也带来了小米今年几款新品的发布。其中搭载了UWB一指技术的小米MIX 4、Xiaomi Sound智能音箱等新品，被认为指向未来，或将颠覆智能家具行业。

当然，这并不是UWB首次应用在智能手机中。早在2019年，苹果便在其iPhone系列中新增了一颗搭载了UWB技术的U1芯片。今年上半年，苹果又推出了搭载UWB技术的AirTag。通过它，用户可以准确地寻找到丢失的钥匙、钱包。此外，三星、OPPO等手机厂家近年来也纷纷推出基于UWB技术的产品。

UWB是一种专为精准定位和安全通信而设计的技术。早在上个世纪60年代，UWB技术就被应用于军用雷达、定位和低截获率/低侦测率的通信系统中。不过，最近十几年，Wi-Fi、蓝牙、RFID、红外线、4G、5G等通信技术的广泛应用，让UWB的发展受到了一定程度的抑制。究其原因，是UWB的生态一直没有建立起来。那为什么这一两年，UWB又火起来了呢？

不久前，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表示，UWB技术进入成熟期，始于苹果iPhone11开始使用UWB，iPhone11、12、手表、音响都有用，且iPhone11、12的市场存量已经很多。从苹果开始使用UWB技术开始，UWB的生态便开始建立起来。

江雄，Qorvo 中国区移动事业部销售总监

对于什么时候能迎来UWB的爆发点？江雄非常兴奋的说：“现在就是一个很好的爆发时间点。我们已经有很多客户非常关注。手机的应用将带动UWB市场的发展。并且随着苹果、三星、博世等加入，未来的市场空间非常大！”

什么是UWB？

UWB是英语超宽带(Ultra-wideband)的缩写，主要专注于室内定位。该技术，除了应用于类似AirTag的找物定位服务之外，还可以用于设备控制、自动识别和监测等多个场景。UWB技术这一两年得到飞速发展，一方面归功于生态的建立及成熟化，另一方面则是UWB自身的技术迭代更新。

标准来讲，UWB现在已经有很多种标准，包括IEEE 802.15.4a/z、欧洲汽车联盟CCC标准、UWB生态联盟Fira标准等。中国也已经于2008年正式发布自己的UWB频谱规划，包括UWB信号的射频指标、应用场所限制、设备核准等方面的内容。其中IEEE 802.15.4a/z的重点是能够提供厘米级的精确定位功能，同时可实现高达27MB/s的数据通信。

生态来讲，其实在苹果采用UWB技术之前，就已经有包括工业、汽车、消费等行业超过40个垂直领域采用UWB技术。苹果在其iPhone 11中搭载UWB技术，则是更大程度推动更多一线厂商对UWB的技术。此外，除了在智能手机、智能音响、智能手表等移动及智能家具设备之外，汽车领域的应用前景也是不可估量的。欧洲汽车联盟CCC也采用UWB技术作为其下一代车辆安全访问技术，希望通过安全访问用例来重新定义移动和汽车间的协议及互操作性。

技术上看，首先UWB采用的是TOF(飞行时间)技术，其它RF技术则是依靠对环境极为敏感(如障碍、多径、干扰等)的RSSI技术。TOF在远距离、成本低、尺寸小、响应时间快等方面具有明显优势。也是基于此，UWB具有广覆盖及数据传输率高的竞争优势。Qorvo 高级销售经理 Jessica介绍说：“UWB 的覆盖范围可以做到25米到250米，WiFi是50米到150米，蓝牙是15米到100米。如果做数据传输，比如跟蓝牙对比，UWB可以做到27M bps的传输速率，并且可以对一些数据做实时传输。”其次，UWB是超宽带，顾名思义，它具备500MHz的极高带宽，这是实现高精度的关键——因为分辨率与带宽(BW)成反比(分辨率=1/BW)。UWB10秒内大概可寻1000个物件，具备极强的寻物能力。

综合总结，UWB 具备以下五大优点：

• 首先是精准度极高。UWB可以到厘米级的精准度，目前在众多定位技术中没有比这精度级别更高的。据了解，GPS是5到20米，WiFi是5到15米。

• 第二是可靠度高。对于不同的物体直接传输识别，抗多径干扰，UWB 的能力是最强的。

• 第三是实时。延时特别短，毫秒级，比GPS的响应时间快50倍，这个是一个非常好的性能，未来会有很好的应用。

• 第四，实现方式容易，功耗比较低，各种手持产品都是可以非常方便应用的。

• 第五，高安全性。一般手机里是有安全单元，UWB本身符合IEEE 802.15.4a/z边界协议，数据包里面含有加密的字段，可以对数据进行加密。还可以结合手机里的SE安全单元，做更高的安全级别。

UWB是怎么工作的呢？UWB工作的方式比较直接。它传输数据并非采用常见的连续载波，而是通过脉冲信号实现数据通信。当一个射频信号源发出去以后，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，可以计算信号飞行距离。对于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。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。

Qorvo 中国区移动事业部销售总监江雄介绍UWB如何工作

UWB技术的应用前景

据介绍，UWB目前主要用在温度传感器、物联网数据收集等数据量不太大的应用中。此外，类似定位网络、报警信息也可以通过UWB来收集。因为如果用WiFi收集的话，很多热点或手机设备就都会对它产生干扰。随着技术的发展，及生态的普及，UWB还有很多其他可能性的应用：

• 手机控制智能家居设备。如小米、oppo在做的“一键连”、“一指连”，拿一个手机可以很容易去操控屋内的一些家用电器。

• 博物馆导览。博物馆里面室内导航，到不同展品处拿对讲机按一下听语音讲解。UWB可以做类似功能，走到哪里有一个标签会自动定位播放，而且非常精准不错位。这是非常好的应用。

• 增强型支付。现在常用的是NFC。虽然比较好用，但需要凑上去面对面刷码。而采用UWB技术，只要到一定位置可实现支付，就像有一定距离的NFC一样。

• 准确找到预约的出租车。现实中，当我在等出租车时，面对眼前诸多的车子，我们并不是很容易就知道哪辆车是自己召的。用UWB就可以自动识别，比较容易找到。

• 地跌等公共交通刷码乘车。现在很多人都用NFC或用微信小程序打开乘车码来扫码乘车，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就自动识别好。

• 除了位置的服务，UWB还有数据的服务。利用27M bps传输速率，还有延时比较短的特性，可以做数据的传输。

对于定位服务。传统的定位方式主要依靠信号强度来测量，例如Wifi、蓝牙，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，精度能做到小于0.1米。所以，对于找定位的技术来讲，UWB肯定是最强的。蓝牙也是很常用的室内定位技术，那UWB和蓝牙这两种技术有什么差别呢？江雄很形象的介绍说：“对于寻找失物来说吗，蓝牙方案能告诉你大概在厨房；UWB技术可以做到告诉你在厨房的第二个柜台上面，这便是两种技术的差别。“

对于数据传输，江雄介绍说，这是一个新的应用方向，比如VR应用，还有手机对手机，手机对耳机，以及AR等，层出不穷的新应用会陆续到来。随着UWB传输速率不断的提高，AR、VR，以及有实时位移变动，或根据手的体感变动实时传输数据的，都可以采用UWB技术。除了精准度高之外，UWB跟蓝牙比，传同样字节的时候，因为UWB的时间短，所以平均功耗低。不过在数据传输方案，UWB只适用于特定场合的数据传输，尤其是数据量不大的情况。如果传输量比较大，时间比较长，功耗就会比蓝牙大。其实，每个技术都有它的长项和稍微不足的地方。比如做简单的AGV定位，激光反射可能是最准的；如果是大量照片、音乐传输的话，目前还是建议WiFi比较好；如果是室内活动的人来说，UWB定位则是最好的。

UWB属于混合信号芯片，目前市场价格偏高。不过随着应用的不断深入，尤其是市场不断由工业领域，扩展到消费领域，随着体量的增加，未来UWB的价格会趋近于与蓝牙一样。具体需要到什么体量成本才有所下降呢？Qorvo表示，至少百万级。目前蓝牙已经是千万，上亿级别。

UWB技术的关键：芯片

对于UWB技术来说，UWB芯片是最为关键的一环。在实时定位系统应用中，主要的UWB芯片供应商有Qorvo、恩智浦、3DB Access/Renesas Electronics等；在移动应用中，主要的UWB芯片供应商有苹果、Qorvo、恩智浦等；在汽车应用中，主要的UWB芯片供应商有恩智浦、3DB Access/Microchip, 3DB Access/Renesas Electronics等；在智能家居应用中，主要的UWB芯片供应商有苹果、Qorvo、恩智浦等。国内目前虽然也有一些UWB芯片研发厂商，如浩云科技、精位科技、纽瑞芯、易百德、瀚巍微电子、优智联等，但整体技术实力及市场体量都与国外这些一线厂商有非常大的差距。

苹果的UWB是当前技术实力比较强的，且出货量也相当可观。不过，苹果的UWB芯片并不对外供应。在公开的UWB芯片市场，Qorvo的UWB 技术也是行业先锋，并且也是产业布局非常全面的技术厂商之一。江雄介绍，Qorvo于2013年便开始量产第一批UWB产品，当时主要是在原来的实时定位系统里去做。截至目前，已经有包括煤矿、隧道、智慧工厂、公安系统、仓储、物流等40多个垂直行业的应用。去年Qorvo 收购了业界领先厂商 Decawave，进一步巩固其在 UWB 市场的稳固地位。

据介绍，Qorvo的UWB技术，目前最高的是27M bps。后续还会继续提高输出速率，未来做到54、108M。Qorvo的UWB技术主要是做定位，也可以做数据传输，不过比较理想的是针对带有位置移动的、低时延的数据。对于音乐、照片的传输，目前更多还是通过WiFi的方式来传输。不过，江雄表示，未来，AR、VR，及体感游戏等，这些需要根据位置来传输一些相应的短音乐的应用，或者是短坐标的传输，这些UWB技术都可以实现，而且会比蓝牙更好。

江雄透露，Qorvo 正在做产品集成度更高的下一代产品，为客户提供更好的服务。Qorvo 提供的 UWB 芯片是混合信号的芯片，具备性能好、功耗低等特征，目前市场上已经卖得很多了。不过，Qorvo 提供的 UWB 芯片是混合信号的芯片，目前在市场上的价格还是偏高， Jessica表示， Qorvo 认为，当其应用能达到蓝牙的体量时UWB 芯片也就能做到蓝牙的价格。

江雄表示，“我们提供的UWB芯片具有非常好的性能、且低功耗。此外，我们还提供了比较全面的技术支持，也会提供很多软件支持给客户，还有生态系统，现在非常完善。我们可以为客户提供一整套的完整的UWB解决方案。”