什麼是空間感知能力

去年iPhone11 宣傳時全系搭載了支援 UWB 技術的 U1 晶片。

蘋果曾經表示，U1 晶片將顯著提升蘋果 iPhone 手機的空間感知（Spatial Awareness）能力。通過 Airdrop （隔空投送）應用，蘋果還展示了基於 UWB 技術的快速檔分享。

所謂的空間感知能力，就是感知方位的能力。更直接就是定位的能力。

說白了，利用 UWB 技術，手機和智慧設備可以更精准地實現室內定位，不僅可以感知自己的位置，還可以感知周邊其它手機或設備的位置。

說到定位，相信大家都很熟悉。我們經常會使用例如Google Map這樣的 APP，裡面就有定位和導航的服務。定位服務説明我們掌握位置資訊，指示方向，增加自身的安全感和掌控感，給我們的工作生活帶來了很大的便利。

UWB 技術和我們現在常用的定位技術有什麼不同呢？

我們現在最常用的定位技術，是衛星定位。衛星定位，是利用人造地球衛星進行點位測量的技術。它的特點非常明顯，就是精度高、速度快、成本低。

大家所熟知的 GPS、北斗等，都屬於全球導航衛星系統（Global Navigation Satellite System，GNSS），可以提供衛星定位服務。

為了更好地消除誤差、提高反應速度，GNSS 會引入一些天基或陸基的輔助手段。結合輔助手段的 GNSS，也被稱為 A-GNSS。A 就是 Assisted，“輔助”的意思。現在比較常用的 A-GNSS，是通過陸基的移動通信網路，傳送增強改正資料，提供輔助資訊，加強和加快衛星導航信號的搜索跟蹤性能和速度，縮短定位時間，提高定位精度。

不管是 GNSS，還是 A-GNSS，都有一個明顯的缺點，就是不能實現室內定位。原因顯而易見，衛星信號會被建築物遮擋啊。

然而，隨著時代的發展，室內定位的業務場景卻越來越多，用戶對室內定位的需求越來越強烈。例如地下車庫導航、商場尋找店鋪或同伴，甚至兒童走失尋回。

於是，一些人開始嘗試利用各種短距離通信技術，開發高精度的室內定位系統，用於迎合使用者需求，賺小錢錢。可供選擇的技術，就包括 Wi-Fi，藍牙，UWB 等。

什麼是 UWB?

Wi-Fi 和藍牙大家都比較熟悉。UWB 是什麼呢？

UWB，就是 Ultra Wideband，超寬頻技術。它源於 20 世紀 60 年代興起的脈衝通信技術。

一般的通信體制都是利用一個高頻載波來調製一個窄帶信號，通信信號的實際佔用頻寬並不高。

而 UWB 不同于傳統的通信技術，它通過發送和接收具有納秒或微秒級以下的極窄脈衝來實現無線傳輸的。由於脈衝時間寬度極短，因此可以實現頻譜上的超寬頻：使用的頻寬在 500MHz 以上。

簡而言之，這項技術通過超大頻寬和低發射功率，實現低功耗水準上的快速資料傳輸。

由於 UWB 脈衝的時間寬度極短，因此也可以採用高精度定時來進行距離測算。

UVB優勢

相比 Wi-Fi 和藍牙定位技術，UWB 具有如下優勢：

1）抗多徑能力強，定位精度高：頻寬決定了信號在多徑環境下的距離分辨能力（成正比關係）。UWB 的頻寬很寬，多徑分辨能力強，能夠分辨並剔除大部分多徑干擾信號的影響，得到精度很高的定位結果。UWB 可以在距離分辨能力上高於其他傳統系統，複雜環境下其精度甚至可以達到 Wi-Fi、藍牙等傳統系統的百倍以上。

2）時間戳記精度高：超寬頻脈衝信號的頻寬在納秒級，由定時來計算位置時，引入的誤差通常小於幾釐米。

3）電磁相容性強：UWB 的發射功率低，信號頻寬寬，能夠很好地隱蔽在其它類型信號和環境雜訊之中，傳統的接收機無法識別和接收，必須採用與發射端一致的擴頻碼脈衝序列才能進行解調，所以不會對其他通信業務造成干擾，同時也能夠避免其他通信設備對其造成干擾。

4）能效較高：UWB 具有 500MHz 以上的射頻帶寬，能夠提供極大的擴頻增益，使得 UWB 通信系統能效較高。這意味著對於電池供電設備，系統的工作時間可以大大延長，或是同樣發射功率限制下，覆蓋範圍比傳統技術大得多。通常在短距離應用中，UWB 發射機的發射功率普遍低於 1mW；在長距離應用中，不需要額外的功率放大器即可達到 200 米的距離，同時實現 6.8Mbps 的空中速率。   

目前，除了蘋果和小米之外，三星也非常看好 UWB 技術，認為其將成為下一代可以改變遊戲規則的無線通訊技術之一。

這些一線廠商的力挺，相信將會對 UWB 技術有全面的推動作用。UWB 的規模化商用進程，有望進一步加快。UWB 上下游產業鏈的成熟速度，也會加快。眾所周知，我們正在加速走向萬物互聯時代。雖然 5G 是現在的熱門，但 5G 並不能通吃所有的物聯場景。以 Wi-Fi 6、藍牙、UWB 為代表的短距離通信技術，仍然有很大的發展空間和市場機會。這些技術可以根據自身的特點，與細分物聯網場景緊密結合，給使用者提供更好的服務體驗。

UWB 能否不負眾望，全面爆發？讓我們拭目以待！

來源：內容轉載自公眾號「鮮棗課堂」