自2019年iPhone 11首次推出超寬帶UWB技術,不久前三星Galaxy Note20 Ultra也支持UWB技術,而今小米10系列產品也正式推出UWB技術。
你所能想象到的關于未來萬物互聯的場景到底是怎樣的?
用戶、智能硬件、軟件和服務完美和諧的融合在一起,硬件作為用戶感知的延申,隨時隨地能夠感知周圍物體的位置和場景,根據身在何處提供最具價值的軟件功能和服務,讓用戶隨心所欲的與周圍環境實現互動。
比如,靠近車門,口袋中的手機自動幫你解除門鎖;通過閘機,手機自動刷卡順暢通行;靠近電燈,手機不僅可以幫你控制開關,還能遵照你的意愿調節光線……
10月12日,小米官方公布其最新的黑科技“一指連”UWB技術,一指連全場景設備。這是一全具備空間定位的新一代連接技術,率先實現了革命性的指向交互方式。
此次,結合小米自研的天線排列及算法,通過魔改小米10系列手機及一系列智能設備,小米已經實現厘米級定位和±3°的角度測量精度,并推出了“一指操控”和“一指投送”兩大創新功能。
誠如雷軍所言,一指連僅是小米UWB技術的冰山一角。未來,UWB技術將與藍牙、Wi-Fi形成優勢互補,以滿足用戶在不同場景下的無線連接需求,催生更大的市場紅利。
而支撐起這些場景的技術既非來自于近期才誕生的全新技術,也非無案例的鴻蒙初辟。一項始于上世紀的古老技術,從2019年又開始煥發了青春的活力。
UWB技術的演進歷程
UWB全稱Ultra Wide Band,也就是超寬帶通信,是一種低功耗的無線通信和感知技術,與常見的連續載波寬帶通信方式不同,UWB利用納秒級(0.3ns)的窄脈沖傳輸數據,有較為精確的定位與感知能力,可用在無線個人局域網絡、家庭網絡連接、精確定位和短距離雷達等領域。
華西證券研究顯示,UWB(超寬帶)技術始于20世紀60年代,原用于軍事。現UWB市場仍處于初期發展階段,為推動行業穩固前行,三星、博世、恩智浦等科技大廠于2019年組件FiRa聯盟,旨在制定統一標準并構建對應的生態系統,確保不同芯片組、設備及解決方案無縫互通使用。
據前華為手機美國采購部主管楊如春發文可知,在著名的Gartner技術炒作曲線里,UWB在2004年炒作周期中達到頂峰,但在2008年后被拋棄,當時已經有一批初創公司因此而倒閉,而到了2019秋季蘋果在iPhone 11發布會上,三款新手機均配備一個自研的U1芯片,支持室內導航和物件跟蹤服務,一夜之間又重新喚起市場的極大興趣。
值得關注的是,此UWB非彼UWB,這個技術的演進是靠標準制訂來推動的,標準演進的不同階段決定了市場的應用方向和接受度。從2006年制訂的第一代標準802.15.4a到2018年推出的新標準802.15.4z,將物理層分為高速率和低速率兩個實現方式,并在高速率中加入了定位功能。
據了解,當前UWB的最新標準802.15.4z還沒有定稿,而在遵循此標準的基礎上,蘋果已率先推出各種基于UWB的硬件,支持車鑰匙、無接觸門禁、實時定位、點對點數據傳輸等功能,未來會拓展到耳機、手表、平板、筆記本、音箱、Apple TV等各種設備,以及無處不在的標簽Airtags,構成一個跟蹤定位和互聯互通的生態系統,對未來各種應用影響深遠。
UWB技術優勢及未來發展
UWB技術解決了困擾傳統無線通信技術多年的有關傳播方面的重大難題,具有對信道衰落不敏感、發射信號功率譜密度低、截獲率低、系統復雜度低、能提供數厘米的定位精度等優點。
UWB采用極短的脈沖信號來傳送數據。這些脈沖所占用的帶寬甚至達到數GHz,因此最大數據傳輸速率可以達到幾百Mbps。因為使用的是極短脈沖,在高速通信的同時,UWB設備的發射功率卻很小。
超寬帶的傳輸距離都是在十米之內,它的傳輸速率高達480Mbps,是藍牙的159倍,是Wi-Fi標準的18.5倍,非常適合多媒體信息的大量傳輸。
相比WiFi和藍牙,UWB技術具有如下幾個優勢:
1.頻段利用率高
2.傳輸速率高
3.高時間分辨率
4.能效高
5.電磁兼容性強。
基于上述優點,UWB成為短距離無線通信技術的強大競爭者,能應用在很多領域。
其中一個便是高精度室內定位,這也是蘋果Air Tag所要展現的功能。目前,常用的UWB測距方法有三種:
ToF,通過測量UWB信號在基站與標簽之間飛行的時間來測距;
TDOA,利用UWB信號由標簽到達各個基站的時間差進行定位;
PDOA,利用到達角相位來測量基站與標簽之間方位關系。
UWB的出現順應了電子行業發展的趨勢。隨著手表、耳機等可穿戴式設備的興起,用戶對于不同設備之間的互聯互通要求日益提升。WiFi、藍牙、NFC等是個人局域網通信的幾種重要方式。基于傳輸速度、距離、耗電量、安全性、價格或者用戶特殊的需求等方面,這幾種技術在不同的場合有著各自的優勢。
在蘋果和三星陸續推出的新產品都加入了UWB芯片模塊,也加速推動了該項技術的應用普及,如今小米在其旗艦機型上的技術引入,也凸顯此技術的未來應用趨勢。
據物聯傳媒數據預測,我國2022年UWB企業級應用的市場體量將達到121.5億元,遠超2016年的2.97億元,實現快速增長。
而從當前國內市場來看,在此領域布局的廠商并不多,但在巨大的市場需求下,UWB產業相關公司將持續受益。
長遠來看,基于UWB精準定位需求攀升,蘋果加碼有望推動消費級市場發展憑借強穿透性、低功耗及可遠距離傳輸的特性,UWB超寬帶技術在工業控制、公檢法、電廠/變電站等企業級場景被廣泛應用。
東方證券認為,在ToB市場,UWB技術產業鏈較為簡單,可以分為芯片和解決方案兩個環節,有些公司甚至從事芯片和解決方案的完整布局。在ToC市場,UWB技術產業鏈正形成芯片、模組、整機等多個環節,此外,UWB技術也為FPC、功能結構件等產業打開新的市場。
蘋果推出基于UWB技術的U1芯片開啟UWB技術面向C端的新時代,而小米推出“一指連”小米UWB技術無疑一鳴驚人,重振業界。可以預見的是,UWB C端市場已經開門敞開,各路玩家勢必蜂擁而至,預計2020年也將成為新的起始點。UWB這項經歷衰敗后重生的技術到底能能否為智能家居行業帶來革命性變化,請拭目以待。
原文標題:蘋果三星小米齊發力UWB技術,UWB將成為下一個重要的無線技術嗎?
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