什么是UWB超宽带技术？浅谈超宽带技术的现状和前景
在市场上，宝马、蔚来、大众也已经在其新车上推出了UWB智能钥匙，国内几家大型仓储物流企业也在近期尝试落地。UWB货物定位技术、小米OPPO等国产手机厂商也在去年陆续展示了所谓的“一指连接”空间传感技术。
没错，超宽带技术最近异常火热，受到市场追捧。超宽带技术也被许多数字博主描述为蓝牙的替代品，物联网的领导者，甚至是新一代无线通信技术的革命者。真的是这样吗？超宽带技术有什么神奇之处？你真的知道什么是超宽带技术吗？它的技术特点和优缺点是什么？今天我们就来理性、客观、科学的分析一下超宽带技术的前景、发展空间、趋势、定位。
一、超宽带技术的发展
首先，超宽带技术不是近几年发明的新技术。相反，超宽带技术其实是人类最早的无线通信方式。回顾超宽带技术的发展历史，几千年前，中国人利用长城上的峰火平台入侵外国，在篝火间传递信息。1880年，意大利人马可尼利用火花隙发射机成功地在大西洋进行了第一次无线电传输。火花隙其实是一种很窄的脉冲，带宽很宽，也是人类真正现代意义上最早的超宽带技术。
英国最先进的泰坦尼克号撞上冰山时，也是用火花隙发射器发出最后一次无线求救信号。最终，包括女主“肉丝”在内的近千人获救。70年代，UWB技术多用于军事应用，包括军用雷达、军用定位、军用通信、军用成像等技术。比如在军事保密通信中，采用多跳频技术实现保密通信；比如穿墙雷达，利用超宽带的窄脉冲特性，实现对恐怖分子的穿墙监控。这些都是超宽带技术的应用。1990年，美国军方在一份DARPA技术报告中首次提出UWB一词，开启了UWB技术的商用历程。
超宽带，顾名思义，懂通信知识的朋友都知道，一般的通信系统都会用一个高频载波调制一个窄带信号，通信信号实际占用的带宽并不高。超宽带不同于传统的通信技术，它使用最简单粗暴的纳秒级非正弦超窄脉冲来收发信息和数据。从频域和时域的角度来看，传统的超宽带可以理解为简单的时域信号处理，不需要射频电路中的本振、差分等射频模块。我打个简单的比方。4G、5G、Wifi信号就像读文言文，寥寥数语就能表达非常丰富的信息。然而，超宽带技术更像是原始部落的早期语言。表达一个简单的意思需要很长时间，但也更直接，信息更清晰。所以UWB、Wifi、5G本质上是两种完全不同的无线通信手段。
简单的描述信息和跟我们说话是一样的，无非就是三个维度，你是谁，你在哪里，你想要什么。这就是所谓的数据信息，身份信息，位置信息。在早期的数据传输方向(做什么)，UWB技术其实已经有了商业实践。早在2003年，wifi技术还是比较新的技术的时候，美国的WiQuest公司就已经在尝试了。OFDM无线电架构下的高速UWB传输技术和IEEE 802.15.3a标准下的WiQuest基带产品已经实现了在8至10米内传输400兆字节的文件。但由于UWB接收机射频结构过于复杂，芯片组成本过高，市场并未被推开。更致命的是，随着2006年wifi联盟的正式出现，802.11n标准使用MIMO技术实现了600兆的数据传输，间接宣告了高速UWB传输的无线技术方案的失败。
二、超宽带的技术特点
说了这三个优点，超宽带系统的缺点也很突出:
三，超宽带技术的一些展望
关于超宽带技术，我大概就介绍这么多了。对于一个技术的基本了解，对于大家的投资，我觉得刚才的介绍差不多就够了，也够了。接下来我就说说我作为一个硬件工程师对技术本身比较主观的看法。
首先，我的第一点是，围绕手机建立生态系统绝对不是超宽带的未来，也很难有未来。因为需要用手机做极坐标，所以手机内部需要配备两根天线，手机内部空间其实很宝贵。要实现UWB，成本和设计难度都要大大提高。目前即使强如苹果，也还是需要蓝牙进行探测，理想的定位距离只有30米以内。事实上，如果你把AirTag扔到附近没有iPhone的地方，它的定位就会失去作用。同时，随着高通和华为海思的进入，UWB也会像蓝牙、Wifi一样集成到SoC中，即使发展起来，也不会作为插件出现在手机上。当然，我不认为高通和赫斯现在有这样的打算去做这件事，因为在C端，现阶段没有这样的必要性，也没有这样的现实需求。
所以我的第二点是UWB超宽带技术还缺乏现象级的应用来推动这项技术的真正爆发。目前UWB技术的三大应用场景是安全访问控制、物体定位和设备互联。比如车钥匙、ar游戏、室内导航、无人机配送、智慧医疗、安防门禁等等。我想了想，并没有真正的爆发性应用来刺激大需求。个人认为，用低成本替代一些NFC场景，可能会有一个失去的发展前景。
我的第三点，成本和生态，仍然是UWB技术目前难以逾越的鸿沟。现在市面上绝大部分UWB产品都是搭载Decawave的DW1000系列芯片，仍然使用早期的802.15.4A协议，而价格却像带加密功能的4Z芯片方案一样高得离谱。我预测在C端，手机厂商统一思想，从现在开始义无反顾地推动UWB构建生态，还需要3-5年的时间。在B端，整个系统一个房间需要3点定位，即在三个基站的支持下，多个房间相乘。我理解现在一个小商场的建设成本都在百万以上。而DW1000的芯片目前算法很少，很考验企业自身的算法优化能力，所以目前实际上很难推。
最后，第四点，我大概了解了一下市面上量产的产品。其实理论和现实还是有差距的。目前市面上的UWB产品只能在狭小的空间环境下发挥，而精准定位的明显优势在遇到机场、户外、大房间等有障碍物的复杂场景时，基本离不开wifi。
最后总结一下，UWB并不是一个前景稳定、标准统一、没有局限性的产品，也不是很多数码博主认为的那样存在。相反，UWB技术是一个优势和劣势鲜明、产品定位清晰、发展探索和布局较早的行业。
如果你一定要问我是否看好UWB，那我可能要泼一盆冷水了。一切还是要看成本。只要成本不降下来，一切都没用。我们不要太迷信苹果。我们只能说，苹果目前有能力摊销成本，可以作为炫耀技巧的奢侈品。但单就技术本身而言，我们不必低估AI、NB-IoT、V2X以及下一代蓝牙协议的进步。包括多传感器融合的SLAM在AR、VR方向的迭代，只要有计算能力，精确定位其实没什么解决不了的。功耗低，万物互联有NB-IoT，所以超宽带技术还是很鸡肋的。4Z芯片系统成本太高。如果能在2-3年内降下来，在B端发展还是有可能的，否则就别玩了。