UWB技術(shù)以其厘米級(jí)定位精度和無(wú)縫互聯(lián)特性逐漸在消費(fèi)電子、精準(zhǔn)定位、汽車互聯(lián)等相關(guān)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)廣泛應(yīng)用。從智能終端，個(gè)人以及家庭應(yīng)用到汽車，UWB生態(tài)正在逐步完善。談到UWB，可以說(shuō)它基本上是建立在四大基石之上的。脈沖無(wú)線電、低功率寬帶信號(hào)這兩大基石是關(guān)注技術(shù)的人群最看重的。還有兩個(gè)基石則側(cè)重于應(yīng)用領(lǐng)域，即精準(zhǔn)定位和安全測(cè)距。

UWB現(xiàn)階段生態(tài)與前景

說(shuō)到UWB目前最火熱的應(yīng)用，keyless entry算是其中很新的應(yīng)用領(lǐng)域了，而且在汽車領(lǐng)域大受歡迎。其他更先進(jìn)的應(yīng)用，像安全支付應(yīng)用，增強(qiáng)AR/VR應(yīng)用都也開(kāi)始出現(xiàn)UWB技術(shù)的身影。雖然目前安全支付應(yīng)用領(lǐng)域里更多的是NFC技術(shù)，但是在以后UWB可能將取代NFC完成安全支付等應(yīng)用。

（UWB芯片，NXP）

這些應(yīng)用，生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展有不少組織的推動(dòng)，首先就是UWB聯(lián)盟，關(guān)注任何不同類型的UWB技術(shù)應(yīng)用，還有更關(guān)注于UWB安全測(cè)距的FiRa聯(lián)盟、定位位置服務(wù)的omlox聯(lián)盟、車聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟。根據(jù)ABI Research的預(yù)測(cè)，今年UWB設(shè)備的出貨量將超五億臺(tái)（機(jī)載UWB設(shè)備），其中智能手機(jī)對(duì)UWB的推動(dòng)作用尤為突出。到2026年，UWB設(shè)備的出貨量將達(dá)到十億級(jí)別。

而僅從技術(shù)本身來(lái)說(shuō)，IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)系列里的UWB可以分為兩部分，一部分是高脈沖重復(fù)頻率，一個(gè)是低脈沖重復(fù)頻率，這涉及UWB的調(diào)制方式以及數(shù)據(jù)包形式。籠統(tǒng)地說(shuō)，我們通常會(huì)更關(guān)注其傳輸質(zhì)量和輸出功率這些指標(biāo)。具體到我們?nèi)粘?yīng)用中的互操作性，更多的關(guān)注點(diǎn)在于其物理層如何讓人和設(shè)備精確感知位置進(jìn)而實(shí)現(xiàn)交互。

不同技術(shù)在位置測(cè)向上的異同

每一種測(cè)量位置、距離、鄰近感應(yīng)的技術(shù)特點(diǎn)都有些不同，基本上在如今的智能手機(jī)里這些技術(shù)都有集成。藍(lán)牙低功耗技術(shù)的確只是依賴于接收信號(hào)的強(qiáng)度，但是這項(xiàng)技術(shù)似乎總是存在這準(zhǔn)確度方面的問(wèn)題，畢竟接收信號(hào)的強(qiáng)度取決于信號(hào)之間是否存在阻隔以及收發(fā)信號(hào)的條件如何。在藍(lán)牙技術(shù)里，信號(hào)強(qiáng)度是一回事，信號(hào)傳播時(shí)間是另一回事，藍(lán)牙5.1就是利用傳播時(shí)間差來(lái)測(cè)向的。

下一個(gè)技術(shù)是Wi-Fi，眾所周知在使用時(shí)只需要鎖定某個(gè)Wi-Fi接入點(diǎn)，Wi-Fi有特定的BSSI、數(shù)據(jù)庫(kù)。此外也能夠通過(guò)提高信號(hào)強(qiáng)度來(lái)提高準(zhǔn)確度。Wi-Fi也能夠使用傳播時(shí)間來(lái)提供位置服務(wù)。而從蜂窩技術(shù)往時(shí)差測(cè)量方向的發(fā)展可以看出，位置服務(wù)越來(lái)越重要。目前其在往返時(shí)間上已經(jīng)有了LTE技術(shù)和Multi-RTT定位法。

（技術(shù)對(duì)比，R&S）

UWB技術(shù)的重點(diǎn)同樣是信號(hào)傳播時(shí)間。根據(jù)不同應(yīng)用能分為單向測(cè)距和雙向測(cè)距。單項(xiàng)測(cè)距通過(guò)UWB測(cè)量到達(dá)角，原理很簡(jiǎn)單，雙向測(cè)距的單邊測(cè)距SS-TWR測(cè)量結(jié)果取決于設(shè)備上時(shí)鐘的準(zhǔn)確度，雙邊測(cè)距DS-TWR會(huì)更準(zhǔn)確些但計(jì)算量更大。不難看出，所有這些測(cè)量都基于信號(hào)傳播時(shí)間。

UWB中OTA測(cè)試的重要性

為了確保UWB物理層能夠讓人和設(shè)備精確感知位置進(jìn)而實(shí)現(xiàn)交互，那么測(cè)試不可能缺少的，通過(guò)OTA來(lái)執(zhí)行這些測(cè)試是可行的。事實(shí)上，UWB也應(yīng)該是一項(xiàng)主要通過(guò)OTA進(jìn)行測(cè)試的技術(shù)。因?yàn)橛糜诙ㄎ粦?yīng)用的兩種算法，飛行時(shí)間和到達(dá)角都受到所用天線的嚴(yán)重影響。首先必須要考慮天線的特性，包括匹配、效率、天線增益、方向性、群延遲等等，這些都和頻率相關(guān)。

在OTA測(cè)試中，獲得整個(gè)場(chǎng)景的群延遲并使之保持一致是挑戰(zhàn)之一，獲得測(cè)試儀天線和被測(cè)天線之間正確的距離標(biāo)準(zhǔn)同樣是一大挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的天線套件并不是專門為UWB量身定制的，如果不能保證UWB天線套件之間很小的電纜長(zhǎng)度公差，整個(gè)測(cè)試會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的誤差。

小結(jié)

現(xiàn)在，越來(lái)越多的人認(rèn)為UWB是僅次于WLAN和藍(lán)牙的第三大非蜂窩技術(shù)，隨著時(shí)間的推移，技術(shù)也在不斷改進(jìn)，下一代UWB已經(jīng)開(kāi)始在研究中。不少技術(shù)組織正在尋求替代編碼，前導(dǎo)方案以及調(diào)制方案的辦法，也希望拓展UWB頻譜在準(zhǔn)確度、可靠性上進(jìn)一步加強(qiáng)。UWB技術(shù)的發(fā)展前景還是很值得期待的。