[分享] UWB到底是什么技术？

日前，随着苹果AirTag的发布，市场上又掀起了对UWB技术的新一轮关注。其实早在iPhone 11发布的时候，苹果就宣布为全系手机搭载支持UWB技术的U1芯片。

苹果曾经表示，U1芯片将显著提升苹果iPhone手机的空间感知（Spatial Awareness）能力。通过Airdrop（隔空投送）应用，苹果还展示了基于UWB技术的快速文件分享。

籍着这次发布，我们来重新了解一下UWB技术。

定位技术的选择 

 

说到定位，相信大家都很熟悉。我们经常会使用例如百度地图这样的APP，里面就有定位和导航的服务。

 

定位服务帮助我们掌握位置信息，指示方向，增加自身的安全感和掌控感，给我们的工作生活带来了很大的便利。

 

那么，UWB技术和我们现在常用的定位技术，又有什么不同呢？

 

我们现在最常用的定位技术，是卫星定位。

 

卫星定位，是利用人造地球卫星进行点位测量的技术。它的特点非常明显，就是精度高、速度快、成本低。

 

 

大家所熟知的GPS、北斗等，都属于全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System，GNSS），可以提供卫星定位服务。（延伸阅读：“北斗”背后的GNSS技术，到底是个啥？）

 

为了更好地消除误差、提高反应速度，GNSS会引入一些天基或陆基的辅助手段。结合辅助手段的GNSS，也被称为A-GNSS。A就是Assisted，“辅助”的意思。

 

现在比较常用的A-GNSS，是通过陆基的移动通信网络，传送增强改正数据，提供辅助信息，加强和加快卫星导航信号的搜索跟踪性能和速度，缩短定位时间，提高定位精度。

 

A-GNSS系统架构

 

不管是GNSS，还是A-GNSS，都有一个明显的缺点，就是不能实现室内定位。原因显而易见，卫星信号会被建筑物遮挡啊。

 

然而，随着时代的发展，室内定位的业务场景却越来越多，用户对室内定位的需求越来越强烈。例如地下车库导航、商场寻找店铺或同伴，甚至儿童走失寻回。

 

于是，一些人开始尝试利用各种短距离通信技术，开发高精度的室内定位系统，用于迎合用户需求，赚小钱钱。可供选择的技术，就包括Wi-Fi，蓝牙，UWB等。

 

 

 什么是UWB 

 

 

Wi-Fi和蓝牙大家都比较熟悉。UWB是什么呢？

 

UWB，就是Ultra Wideband，超宽带技术。它源于20世纪60年代兴起的脉冲通信技术。

 

了解通信的同学都知道，一般的通信体制都是利用一个高频载波来调制一个窄带信号，通信信号的实际占用带宽并不高。

 

而UWB不同于传统的通信技术，它通过发送和接收具有纳秒或微秒级以下的极窄脉冲来实现无线传输的。由于脉冲时间宽度极短，因此可以实现频谱上的超宽带：使用的带宽在500MHz以上。

 

 

FCC（美国联邦通信委员会）为UWB分配了 3.1~10.6 GHz共 7.5 GHz频带，还对其辐射功率做出了比FCC Part15.209更为严格的限制，将其限定-41.3dBm频带内。

 

简而言之，这项技术通过超大带宽和低发射功率，实现低功耗水平上的快速数据传输。

 

由于UWB脉冲的时间宽度极短，因此也可以采用高精度定时来进行距离测算。

 

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UWB是超带宽的信号，测距特别远！