一、什么是UWB？

1技術(shù)簡(jiǎn)介

UWB技術(shù)是一種利用納秒級(jí)的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)的無(wú)線載波通信技術(shù)。美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）對(duì)UWB信號(hào)定義如下：

即相對(duì)帶寬大于20%或絕對(duì)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(shí)所對(duì)應(yīng)的最大頻率、最小頻率及信號(hào)中心頻率。

2發(fā)展歷程

UWB是一項(xiàng)古老而又嶄新的技術(shù)，它源于1960年，主要應(yīng)用于雷達(dá)系統(tǒng)、低截獲率/低偵測(cè)率等軍事領(lǐng)域。近年來(lái)，UWB技術(shù)憑借突出的定位精度在民用企業(yè)級(jí)市場(chǎng)的應(yīng)用已初具規(guī)模。隨著芯片逐漸微型化、硬件成本降低、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范化及產(chǎn)業(yè)生態(tài)的逐步開放，UWB技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景正向著消費(fèi)領(lǐng)域延伸。

二、UWB為什么與眾不同？

與WiFi、藍(lán)牙等技術(shù)相比，UWB具有定位精度高、安全性高、抗干擾力強(qiáng)、功耗低等顯著特點(diǎn)。

1高速率

UWB通信帶寬大（500MHz以上），能在10米左右范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)數(shù)百Mbit/s至數(shù)Gbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。

2低功耗

UWB技術(shù)使用間歇的脈沖來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)，脈沖持續(xù)時(shí)間很短，一般在0.20ns~1.5ns之間，有很低的占空因數(shù)，系統(tǒng)耗電可以控制得很低，在高速通信時(shí)系統(tǒng)的耗電量?jī)H為幾百μW到幾十mW。民用的UWB設(shè)備功率一般是傳統(tǒng)移動(dòng)電話所需功率的1/100左右，是藍(lán)牙設(shè)備所需功率的1/20左右。因此，UWB設(shè)備的電池壽命相對(duì)于傳統(tǒng)無(wú)線設(shè)備有著很大的優(yōu)越性。

3定位精度高

UWB信號(hào)具有其他信號(hào)沒(méi)有的極強(qiáng)信號(hào)穿透力，使得基于UWB的人員定位系統(tǒng)的定位精度可達(dá)到厘米級(jí)。

4抗干擾性強(qiáng)

在 UWB 常用的跳時(shí)系統(tǒng)中，由于其脈沖信號(hào)本身的頻譜特性，再加上跳時(shí)擴(kuò)頻，UWB 的頻譜可達(dá)幾千MHz，是一般擴(kuò)頻系統(tǒng)的100多倍，使其具有很強(qiáng)的抗干擾性能。

三、UWB能做什么？

UWB具有高速率、高安全、強(qiáng)穿透力等優(yōu)勢(shì)，可代替USB、藍(lán)牙、WiFi等數(shù)據(jù)傳輸方案，在百米內(nèi)實(shí)現(xiàn)設(shè)備間大數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸，同時(shí)由于UWB信號(hào)的帶寬可高達(dá) GHz 的數(shù)量級(jí)，具有極高的時(shí)間分辨率，在精確定位方面的優(yōu)勢(shì)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(lái)變革。

家庭局域網(wǎng)

在家庭中，利用UWB技術(shù)組建個(gè)人局域網(wǎng)絡(luò)，可實(shí)現(xiàn)多媒體設(shè)備間音視頻數(shù)據(jù)傳輸，提升數(shù)據(jù)傳輸速率，降低設(shè)備相應(yīng)時(shí)延。

終端數(shù)據(jù)共享

UWB技術(shù)高速率、低時(shí)延傳輸特性可充分滿足電腦、手機(jī)等設(shè)備間大文件傳輸需求。目前iPhone11等手機(jī)已基于UWB實(shí)現(xiàn)設(shè)備文件共享。

非接觸免手動(dòng)無(wú)線支付

在零售、停車場(chǎng)等支付場(chǎng)景中，憑借手機(jī)中UWB，可在一米或更遠(yuǎn)距離內(nèi)完成免手動(dòng)支付交易。

車輛遠(yuǎn)程控制

基于配備UWB技術(shù)可遠(yuǎn)程控制安全門禁、車門自動(dòng)上鎖解鎖、發(fā)動(dòng)機(jī)啟停等車輛，增加車輛使用安全性與便利性。

公檢法

監(jiān)獄、派出所、戒毒所等特殊場(chǎng)所需要對(duì)人員的軌跡進(jìn)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(dá)到司法透明化的目的。

工業(yè)制造

當(dāng)前，在“工業(yè)4.0”“中國(guó)制造2025”等概念的加持下，越來(lái)越多的企業(yè)通過(guò)先進(jìn)的技術(shù)手段提升生產(chǎn)效率，或者達(dá)到柔性化生產(chǎn)的目的，而UWB技術(shù)可在離散制造過(guò)程中對(duì)人員與物料的軌跡進(jìn)行實(shí)施監(jiān)管，達(dá)到可視化的目的。

物流倉(cāng)儲(chǔ)

倉(cāng)儲(chǔ)物流環(huán)節(jié)的應(yīng)用需求主要是解決倉(cāng)庫(kù)物資的高周轉(zhuǎn)效率問(wèn)題，這對(duì)于一個(gè)工廠的效益提升，意義是非常大的。而通過(guò)UWB高精度定位，可以實(shí)時(shí)地對(duì)倉(cāng)庫(kù)里各類物料以及人員進(jìn)行精確監(jiān)控，甚至在某些AGV設(shè)備中實(shí)現(xiàn)無(wú)人化的物料周轉(zhuǎn)，大幅提升生產(chǎn)效益。

隧道、管廊、地下礦井

礦井、隧道、管廊等施工場(chǎng)景的特點(diǎn)是危險(xiǎn)系數(shù)高，并且傳統(tǒng)的衛(wèi)星信號(hào)以及無(wú)線電信號(hào)無(wú)法覆蓋，因此有對(duì)人員進(jìn)行精準(zhǔn)定位的需求。

隨著5G時(shí)代的到來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)正步入產(chǎn)業(yè)大變革的前夜，迎來(lái)****展時(shí)代，越來(lái)越多的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和應(yīng)用將會(huì)出現(xiàn)。UWB技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展成熟將助推物聯(lián)網(wǎng)感知傳輸能力增強(qiáng)，促使物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用場(chǎng)景深度融合。未來(lái)，UWB技術(shù)將大有可為，請(qǐng)大家拭目以待！