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UWB超宽带技术.pdf
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更新于2023-05-27
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UWB技术的一个市场地位,也就是说奠定了它作为室内定位首选技术这么一个地位。苹果手机将定位技术植入到手机之后,可能在民用市场也会引发一股超高频精准定位脑洞开发,通过这些技术引爆UWB在民用市场一个应用。
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关于 UWB 芯片热的冷思考
市场燃爆
近日,苹果公司召开 2019 年秋季发布会,3 款新 iPhone 均配备 UWB,可用于室内导
航与物件追踪服务,点燃了大众对 UWB 的热情。甚至有朋友向我打听哪家公司在做
UWB,买什么股票好。
UWB 技术的一个市场地位,也就是说奠定了它作为室内定位首选技术这么一个地位。
苹果手机将定位技术植入到手机之后,可能在民用市场也会引发一股超高频精准定位脑洞开
发,通过这些技术引爆 UWB 在民用市场一个应用。基于 UWB 的这些特点,其实在民用这
个领域也有非常多广泛的应用。比如说养老行业、电力行业、医疗行业、化工厂行业、工厂
跟仓库、停车场、司法行业、博物馆等等都有非常多的应用。

整个预计 UWB 这个市场容量将近 300 个亿市场规模,UWB 由于是近几年才让人家慢
慢发现并且开发很多产品应用,所以在过去一两年当中它的市场也是一个高速成长一个市
场。2018 年 UWB 整个市场是大概 11 个亿市场规模,预计到 2020 年整个市场规模要将近
接近 120 亿。根据数据统计全球这个实施定位系统市场规模将由 2018 年 31.9 美元增长到
2023 年的将近 90 亿美元一个市场规模。那么国内 UWB 应用市场也会刚才说的 2018 年
10 个亿增加到 2020 年 120 亿市场空间这个是我一点补充。
UWB 的概念
超宽带技术(UWB,Ultra Wide Band)技术
一种新型的无线通信技术
UWB 通过对具有很陡上升和下降时间的冲激脉冲进行直接调制,使信号具有 GHz 量级
的带宽。超宽带技术解决了困扰传统无线技术多年的有关传播方面的重大难题,它具有对信
道衰落不敏感、发射信号功率谱密度低、低截获能力、系统复杂度低、定位精度高等优点。
超宽带(UWB)可用来应用在近距离高速数据传输,也利用其亚纳秒级超窄脉冲来做近
距离精确内定位。UWB 发射器直接用脉冲激励天线,允许采用较为低廉的宽带发射器,在
接收端不需要中频处理。由天线接收下来的 UWB 信号经过一个宽带放大器后,进入积分检
测电路,在 UWB 信号脉冲到来时,选通脉冲控制 UWB 的积分信号进入比较判决电路,实
现伪码信号的检测判决。判决后的伪码信号与本地的 PN 码相乘后,通过低通滤波器的积
分,进入门限判决电路,实现数据的正确解调。

UWB 自 2002 年 2 月 14 日 FCC 批准民用以来,已经得到了
快速地发展。目前 FCC 在 2002 年允许的 UWB 3.1~10.6GHZ
可用作商业应用,欧盟允许的 UWB 范围为 6.0~8.5Ghz。随着
5G 的大规模开始基站建设以及 V-2X 部署,UWB 使用频率会逐
渐上升到 6G 以上,对成本及可靠性提出新的要求。
UWB 的作用
国内公司如华为、京东方等公司,国际公司如索尼、时域、摩托罗拉、英特尔、戴姆勒
克莱斯勒等高技术公司都已经设计了 UWB 技术的开发,将各种消费类电子设备以很高的速
率相连,以满足消费者对短距离无线通信小型化、低成本、低功率、高速数据传输等功能的
需求。飞思卡尔半导体有限公司在 2006 年就已推出了超宽带高清电视和家庭媒体中心等产
品和系统。在定位用到的 UWB 技术,遵循 802.15.4a 标准,乃至 802.15.4z 标准。
精准定位
UWB 定位精度在厘米级内,其精度远远高于 WIFI 和蓝牙定
位。精度、安全性、穿透性、抗干扰性均高于同类技术。可应用于
对定位精度要求较高的场景。
数据传输
支持高达 110MB/s 的传输速度,适合家庭无线消费市场。可
应用于代替 USB 进行数据传输、家庭数字电视视频信号等场景。

探测雷达
UWB 具有较高的空间分辨能力,使其具有较强的目标识别能
力。用途:探地雷达、穿墙雷达和道路检测等。
未来应用市场畅想
UWB 的应用相对广泛,除了基于脉冲计数的精准定位系统与
消有线接口的无线数据传输外,还可以作为 AR/VR,免碰撞和安
全气囊激活的汽车雷达系统,工作频率 22-29GHz,多数不需要
UWB 基站组网。
01 箱包跟随

采用 UWB 无线定位原理,对标签发出的信号测距和计算角度,并根据距离和角度进行
相应的控制电机运动。跟随距离 20 米,定位角度 120 度,最近跟进距离 20cm。小米平衡
车在多年前发布的自动跟随平衡车就采用 UWB 技术,也有些厂家的自动跟随行李箱采用相
同技术,这两类产品都需要使用者佩戴 UWB 手环。
02 寻找物体(UWB 防丢器)
可以在 C 端用于停车场找车、找宠物、找娃、找钥匙,还可以在 B 端工厂仓库里找物
资,也可以用于陌生人社交找人,这简直就是终极找东西的神器。想象下,在车海中快速找
到来接我的滴滴快车。这种应用是不需要环境中部署基站的,只需要双方都具有 UWB 设
备。苹果也在计划采用 UWB 技术开发一款类似 tile 的防丢追踪器,并能通过 FindMy 功能
精确定位寻找。这个产品是一个圆形小配件,苹果 logo 在正中间,可以固定在任何产品
上,然后通过手机定位防丢器的位置。这对于经常找不到钱包、钥匙的用户来说,这个产品
非常方便。
03 AR/VR
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