UWB创业者谈iPhone11集成UWB芯片

山蟹居 2019-10-15

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我们是专注UWB（Ultra Wideband超宽带）高精度定位解决方案多年的创业者，从9月10日苹果发布iPhone11开始，这个相对低调的行业突然热闹了起来。这个在行业内传了1年多的消息终于坐实，各种专业和业余的文章相继出现，甚至股市还有“UWB概念股”。我们有必要把自己对行业的理解介绍出来。

UWB是业界公认定位精度最高的无线电技术，以其较高的时间分辨力、抗多径效应等特点使其尤其适合用于高精度定位或测距。这些年国际室内外定位大赛前几名普遍采用UWB技术，而且目前没看到更有潜力的竞争技术出现。具体UWB技术细节，百度各种文章讲的较多，不再赘述。

我们UWB行业内的厂商此前都在做B端，典型应用包括工厂、仓储、隧道、司法等各种垂直行业的人员或物资高精度定位。我们也期盼着产品能卖入C端，但一直没有手机厂商能集成UWB技术，好在苹果终于来了！

苹果和UWB

苹果在官网上只介绍了U1超宽带芯片可用于AirDrop，将手机指向另一个手机，通过测向和定位可以优先连接该手机。有理由怀疑，苹果不可能为了协助AirDrop专门增加一颗芯片，这里的故事空间可以很大。

其实苹果早些年开始已经进行了多项UWB布局，这个是关于UWB用于汽车车钥匙的专利。

下面这个专利甚至传说苹果要用UWB技术做iBeacon V2。

未来应用场景

当代的UWB芯片可以总结成：高安全高精度的测距芯片。高精度测距能力可以实现高精度定位，高安全性保障数据安全。

1. 高精度定位。

如果说蓝牙iBeacon是店铺级别的定位精度，那么UWB可以说是物品级别的定位精度。想象下，我们在网上看到一个心仪商品，可以直接手机定位导航到线下实体店的商品旁。当然这种定位方式需要在环境里要预先安装好UWB定位基站，这些不是苹果亲自做，主要由产业链伙伴做。

还有一类重要的定位方式是：AOA（Angle of Arrival）测向+测距。据说苹果手机集成了多天线阵列，所以可以通过测量方向实现很多新颖的功能。AirDrop将用这种技术来更准确判断连接对象。传说苹果将会发布基于UWB技术的防丢器并能通过Find My功能精确定位寻找。

注意！这完全就是我们公司在17年底设计和申请专利的产品呀，当时手机还没有集成UWB，还需要在手机后盖上粘贴UWB AOA模块并与手机通过蓝牙相连。不止可以在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。

关于AOA技术，事实上，小米平衡车在多年前发布的自动跟随平衡车就采用AOA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。

2. 数据通信

UWB可以实现数倍于蓝牙的传输速率（6.8Mbps以上），功耗却并不高。UWB在2000年初曾与WIFI技术竞争数据传输标准，但失败了。后来UWB逐渐在高精度定位领域找到独特应用点，现在凭借低功耗和高安全性，重新回来了。最新IEEE802.15.4z标准对UWB的安全性做了特别加强。

3. 无感门禁/支付

UWB的时间戳测距原理使得UWB几乎不可能通过被截获复制的方法伪造出自己的位置，那么UWB可以作为安全性很高且便捷的钥匙了。iPhone11可以作为车钥匙，提供比现有无钥匙进入技术安全性更高、定位精度更高的体验。想象下，拿着手机距离车辆5米时车灯自动点亮，距离车门1米时，对应车门自动解锁。如果此时转身，迈开一步离开，车门自动上锁。iPhone11希望连接未来所有汽车，这也许是苹果推出U1芯片的重要原因。

在智能锁上应用也是可能的，三星在19年初CES期间以及发布一款应用UWB技术的智能锁，只是当时还没有手机钥匙，需要佩戴专用的UWB钥匙。但我个人认为iPhone11在国内家用门锁上应用噱头大于实用，毕竟指纹锁会更方便些。

iPhone11也可以通过与POS机安全测距等方式为Apple Pay等支付技术提供更安全的无感支付体验。甚至将来拿了UWB手机的人可以直接无感过UWB地铁闸机，而无需掏手机出来扫码或刷NFC，类似汽车ETC过闸机一样。这里空间很大，不去展开，我们已经申请了专利。

UWB芯片有哪些厂家在做？

iPhone11之前，业界已将UWB芯片量产的主要有爱尔兰Decawave、法国Bespoon等少数厂家。其中爱尔兰Decawave（德卡维）公司DW1000芯片应用最广泛，占有市场绝大部分份额。该公司背后也有中国投资机构的支持。Decawave公司下一代DW3000芯片计划在2020年量产，支持最新的IEEE 802.15.4z，并且支持单芯片AOA（PDOA技术）。

此外，荷兰NXP（恩智浦）公司在9月17日正式发布了其SR100T安全精密测距芯片，支持最新IEEE 802.15.4z，为市场加入强行针。此前NXP已经和大众汽车联手开发UWB车钥匙应用。

国内外还有些创业团队也在做UWB芯片，注意现阶段不支持IEEE 802.15.4z最新标准的将没有未来。

UWB遵从什么国际标准？

Decawave公司的DW1000支持IEEE 802.15.4-2011标准，明年2020年量产的DW3000芯片将支持最新的IEEE 802.15.4z标准。苹果的U1和NXP新发布的SR100T也都支持IEEE802.15.4z最新标准。802.15.4z在原有标准基础上定义了新的特性，可以提升安全、功耗更低、且传输距离更远。注意IEEE 802.15.4z是向前兼容的，所以iPhone11可以和现在普遍应用的IEEE 802.15.4-2011标准的DW1000对接，但这只是理论上存在可能，因为现在UWB领域并没有网络层及以上的行业标准。虽然同样是采用DW1000芯片的系统，但不同厂家产品是完全不兼容的。定位算法也有很多种，适用不同的场景，并没有一个开源的算法给大家用。往往需要厂家做大量的算法研究工作，并结合各种场景做大量迭代。UWB芯片都能买到，但此前真正做出工业领域内稳定可靠定位系统的厂商凤毛麟角。在苹果未来逐渐开放其U1芯片定位应用的SDK后，预计会有部分改观。

2B领域当前大量应用场景是位置监控型应用，即从后台看其它人员物资的位置，而人员和物资并不需要知道自己的位置；而C端场景是反过来的，重点是手机需要知道自己的位置，而后台并不需要知道。因为功耗、系统容量、实时性等因素，这两类应用场景的算法目前是有较大差异的。手机可以一天一充电，物资标签恨不得用5年。

UWB也有国际联盟了

2018年12月成立了UWB Alliance联盟，联盟创始成员包括Decawave等。UWB Alliance联盟在确保UWB与WIFI扩频申请频谱兼容共存等方面做了很多幕后贡献。