由于 Verizon 的 5G 營銷活動，人們對什么是超寬帶 (UWB)及其重要性產(chǎn)生了很多困惑。我們這些有幸使用 UWB 技術(shù)和產(chǎn)品的人永遠不會將其與 5G 數(shù)據(jù)計劃混淆，但讓我們快速為其他人打破一些 UWB 神話。

UWB 不是：

Texas A&M 的 400 多名成員 Fightin' Texas Aggie Band，其寬度足以跨越整個足球場。

1970 年代為搭配白色鞋子和絲綢襯衫而佩戴的白色腰帶——它不是超白帶。

在一個貪吃的假期之后描述我的腹部。

現(xiàn)在，更多地了解 UWB 是什么：

測量距離極其準(zhǔn)確：精確到幾厘米（5 到 10 厘米）以內(nèi)。

在比藍牙?或 NFC 更大的范圍內(nèi)精確：高達 200 米。

低延遲：使用快速 2ns 脈沖達到 10s 的 Mbps 數(shù)據(jù)速率。

很快就會出現(xiàn)在您附近的智能手機上。

繼續(xù)閱讀以了解有關(guān) UWB 技術(shù)是什么以及我們將來如何使用它的更多信息。

超寬帶技術(shù)演進

雖然 UWB 技術(shù)自1990 年代就已經(jīng)存在，但 2019 年是蘋果公司將 U1 芯片集成到 iPhone 11 中，從而拉開了 UWB 的序幕。U1 中的“U”代表 UWB。雖然最初用于其他配備 U1 的 iPhone 11 的“空間感知”并啟用 Apple 的 AirDrop 功能，但 UWB 現(xiàn)在還用于 AirTag 的精確定位以及 HomePod mini 中手機和揚聲器之間的平滑切換。

由于 UWB 體積小、價格低廉且功耗極低，因此它可以輕松集成到許多“功能強大”的產(chǎn)品中——可穿戴設(shè)備、耳戴式設(shè)備、便攜式設(shè)備、擁抱設(shè)備、貴重物品——因此我們可以準(zhǔn)確地記住我們把它們放在哪里了。UWB 不僅讓我們更接近我們關(guān)心的事物，而且還幫助許多人在 COVID-19 期間與他人保持安全距離。KINEXON 的 SafeTag 可穿戴設(shè)備正在幫助 NBA、NCAA、NFL 和 MLB 通過使用 UWB 讓運動員在練習(xí)和訓(xùn)練時保持健康和安全距離，從而避免接觸 COVID。

UWB 的另一個特點是其強大的安全性，這是汽車連接聯(lián)盟 (CCC) 將移動設(shè)備視為汽車真正數(shù)字鑰匙的“關(guān)鍵”原因。CCC 的數(shù)字鑰匙結(jié)合了低功耗藍牙(BLE) 和 UWB，無需從口袋或錢包中取出智能手機即可實現(xiàn)被動無鑰匙訪問和發(fā)動機啟動。通過短距離 BLE 連接驗證車輛和智能手機之間的數(shù)字鑰匙后，與 UWB 的安全測距會話使車輛能夠執(zhí)行安全和準(zhǔn)確的距離測量以定位移動設(shè)備。瞧，您的智能手機現(xiàn)在就是您的車鑰匙。現(xiàn)在，即使是我也很難把自己鎖在車外！

UWB 在 3.1 和 10.6GHz 之間的頻率范圍內(nèi)運行，因此它不會干擾 Wi- Fi?、藍牙、GPS 或其他流行的無線格式。與其他無線技術(shù)不同，UWB 不使用幅度或頻率調(diào)制。相反，UWB 在寬帶寬上發(fā)送窄脈沖的短序列以獲得精確的位置信息。UWB 能夠通過 2ns 的快速脈沖在寬帶寬（超過 500MHz）上達到每秒數(shù)十兆比特的數(shù)據(jù)速率，并且高度不受反射信號（多路徑）干擾和噪聲的影響。這意味著 UWB 不僅可以和平地共存于充滿各種科技產(chǎn)品的家庭中，還可以實現(xiàn)真正的智能家居，人們對照明、溫度、音樂和娛樂的偏好會隨著他們在整個房屋內(nèi)移動。您可以在 Qorvo 的“未來就是超寬帶”視頻中看到它如何工作的示例。

展望未來

除了遠程訪問我們的汽車和房屋外，UWB 還將在互聯(lián)家庭、室內(nèi)導(dǎo)航、非接觸式支付、工廠自動化和其他用例中實現(xiàn)許多新應(yīng)用。UWB 面臨的最大挑戰(zhàn)將是弄清楚如何處理我們生命中的 5,000 小時，而不是花在尋找房子周圍丟失的東西上。那應(yīng)該足以讓我狂歡觀看我錯過的 20 多季法律與秩序！

結(jié)論

UWB 技術(shù)可實現(xiàn)安全的低功耗、低延遲數(shù)據(jù)通信和精確的距離/位置測量。UWB 消耗極少的功率并在 3.1GHz 和 10.6GHz 之間的頻率范圍內(nèi)運行，支持跨智能設(shè)備的安全通信，而不會中斷 Wi-Fi、藍牙和 GPS 等無線協(xié)議。

UWB 的精度優(yōu)勢顯而易見。UWB 非常有能力以 5 到 10 厘米的精度測量距離和位置。相比之下，藍牙、Wi-Fi 和其他窄帶無線電標(biāo)準(zhǔn)只能提供米以內(nèi)的精度。此外，由于 UWB 無線電脈沖極短，多路徑效應(yīng)通常不會與真實信號重疊，因此不會損害其完整性和強度。

自推出以來，UWB 不斷發(fā)展以滿足互聯(lián)程度更高的世界的需求——包括幫助在 COVID 期間保持安全距離，以及驗證用于遠程訪問的數(shù)字密鑰。展望未來，超寬帶有望在室內(nèi)導(dǎo)航、非接觸式支付、工廠自動化等我們尚未想象到的廣泛應(yīng)用中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

這篇文章之前發(fā)表在 Microwave Journal 的網(wǎng)站和Qorvo 的博客上。

審核編輯黃昊宇