展望UWB技術

一、什么是UWB？

1技術簡介

UWB技術是一種利用納秒級的非正弦波窄脈沖傳輸數據的無線載波通信技術。美國聯邦通信委員會（FCC）對UWB信號定義如下：

即相對帶寬大于20%或絕對帶寬不小于500MHz。fH、fL、fC分別表示功率頻譜密度的峰值衰減下降10dB時所對應的最大頻率、最小頻率及信號中心頻率。

2發展歷程

UWB是一項古老而又嶄新的技術，它源于1960年，主要應用于雷達系統、低截獲率/低偵測率等軍事領域。近年來，UWB技術憑借突出的定位精度在民用企業級市場的應用已初具規模。隨著芯片逐漸微型化、硬件成本降低、技術標準規范化及產業生態的逐步開放，UWB技術應用場景正向著消費領域延伸。

二、UWB為什么與眾不同？

與WiFi、藍牙等技術相比，UWB具有定位精度高、安全性高、抗干擾力強、功耗低等顯著特點。

1高速率

UWB通信帶寬大（500MHz以上），能在10米左右范圍內實現數百Mbit/s至數Gbit/s的數據傳輸速率。

2低功耗

UWB技術使用間歇的脈沖來發送數據，脈沖持續時間很短，一般在0.20ns~1.5ns之間，有很低的占空因數，系統耗電可以控制得很低，在高速通信時系統的耗電量僅為幾百μW到幾十mW。民用的UWB設備功率一般是傳統移動電話所需功率的1/100左右，是藍牙設備所需功率的1/20左右。因此，UWB設備的電池壽命相對于傳統無線設備有著很大的優越性。

3定位精度高

UWB信號具有其他信號沒有的極強信號穿透力，使得基于UWB的人員定位系統的定位精度可達到厘米級。

4抗干擾性強

在 UWB 常用的跳時系統中，由于其脈沖信號本身的頻譜特性，再加上跳時擴頻，UWB 的頻譜可達幾千MHz，是一般擴頻系統的100多倍，使其具有很強的抗干擾性能。

三、UWB能做什么？

UWB具有高速率、高安全、強穿透力等優勢，可代替USB、藍牙、WiFi等數據傳輸方案，在百米內實現設備間大數據無線傳輸，同時由于UWB信號的帶寬可高達 GHz 的數量級，具有極高的時間分辨率，在精確定位方面的優勢較為明顯。

UWB突出的通信及定位能力將為我們工作生活帶來變革。

家庭局域網

在家庭中，利用UWB技術組建個人局域網絡，可實現多媒體設備間音視頻數據傳輸，提升數據傳輸速率，降低設備相應時延。

終端數據共享

UWB技術高速率、低時延傳輸特性可充分滿足電腦、手機等設備間大文件傳輸需求。目前iPhone11等手機已基于UWB實現設備文件共享。

非接觸免手動無線支付

在零售、停車場等支付場景中，憑借手機中UWB，可在一米或更遠距離內完成免手動支付交易。

車輛遠程控制

基于配備UWB技術可遠程控制安全門禁、車門自動上鎖解鎖、發動機啟停等車輛，增加車輛使用安全性與便利性。

公檢法

監獄、派出所、戒毒所等特殊場所需要對人員的軌跡進行精確的管理，基于UWB的位置管理不僅可防止和限制人員逃跑，還能達到司法透明化的目的。

工業制造

當前，在“工業4.0”“中國制造2025”等概念的加持下，越來越多的企業通過先進的技術手段提升生產效率，或者達到柔性化生產的目的，而UWB技術可在離散制造過程中對人員與物料的軌跡進行實施監管，達到可視化的目的。

物流倉儲

倉儲物流環節的應用需求主要是解決倉庫物資的高周轉效率問題，這對于一個工廠的效益提升，意義是非常大的。而通過UWB高精度定位，可以實時地對倉庫里各類物料以及人員進行精確監控，甚至在某些AGV設備中實現無人化的物料周轉，大幅提升生產效益。

隧道、管廊、地下礦井

礦井、隧道、管廊等施工場景的特點是危險系數高，并且傳統的衛星信號以及無線電信號無法覆蓋，因此有對人員進行精準定位的需求。

隨著5G時代的到來，物聯網正步入產業大變革的前夜，迎來****展時代，越來越多的物聯網設備和應用將會出現。UWB技術與產業的發展成熟將助推物聯網感知傳輸能力增強，促使物聯網技術與應用場景深度融合。未來，UWB技術將大有可為，請大家拭目以待！