由于 Verizon 的 5G 營銷活動，人們對什么是超寬帶 (UWB)及其重要性產生了很多困惑。我們這些有幸使用 UWB 技術和產品的人永遠不會將其與 5G 數據計劃混淆，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。

現在，更多地了解 UWB 是什么：

測量距離極其準確：精確到幾厘米（5 到 10 厘米）以內。

在比藍牙?或 NFC 更大的范圍內精確：高達 200 米。

低延遲：使用快速 2ns 脈沖達到 10s 的 Mbps 數據速率。

很快就會出現在您附近的智能手機上。

繼續閱讀以了解有關 UWB 技術是什么以及我們將來如何使用它的更多信息。

超寬帶技術演進

雖然 UWB 技術自1990 年代就已經存在，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”的產品中——可穿戴設備、耳戴式設備、便攜式設備、擁抱設備、貴重物品——因此我們可以準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 可穿戴設備正在幫助 NBA、NCAA、NFL 和 MLB 通過使用 UWB 讓運動員在練習和訓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，這是汽車連接聯盟 (CCC) 將移動設備視為汽車真正數字鑰匙的“關鍵”原因。CCC 的數字鑰匙結合了低功耗藍牙(BLE) 和 UWB，無需從口袋或錢包中取出智能手機即可實現被動無鑰匙訪問和發動機啟動。通過短距離 BLE 連接驗證車輛和智能手機之間的數字鑰匙后，與 UWB 的安全測距會話使車輛能夠執行安全和準確的距離測量以定位移動設備。瞧，您的智能手機現在就是您的車鑰匙。現在，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。與其他無線技術不同，UWB 不使用幅度或頻率調制。相反，UWB 在寬帶寬上發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）上達到每秒數十兆比特的數據速率，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品的家庭中，還可以實現真正的智能家居，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 還將在互聯家庭、室內導航、非接觸式支付、工廠自動化和其他用例中實現許多新應用。UWB 面臨的最大挑戰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。那應該足以讓我狂歡觀看我錯過的 20 多季法律與秩序！

結論

UWB 技術可實現安全的低功耗、低延遲數據通信和精確的距離/位置測量。UWB 消耗極少的功率并在 3.1GHz 和 10.6GHz 之間的頻率范圍內運行，支持跨智能設備的安全通信，而不會中斷 Wi-Fi、藍牙和 GPS 等無線協議。

UWB 的精度優勢顯而易見。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準只能提供米以內的精度。此外，由于 UWB 無線電脈沖極短，多路徑效應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 不斷發展以滿足互聯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字密鑰。展望未來，超寬帶有望在室內導航、非接觸式支付、工廠自動化等我們尚未想象到的廣泛應用中發揮關鍵作用。

這篇文章之前發表在 Microwave Journal 的網站和Qorvo 的博客上。

審核編輯黃昊宇