$天通股份(SH600330)$ 将UWB定位方案用于体育领域，并非是本届冬奥会的首创。近年来，国内已经有一些足球、篮球等项目，利用UWB技术帮助运动员提升训练效果。与此同时，在定位标签、会展导览、机场导览等应用中我们也能看到UWB的身影，一时间UWB在各个领域遍地开花。
今年2月下旬，精彩纷呈的北京冬奥会落下帷幕。由于新冠疫情正在全球爆发，举办单位不仅要保证各项赛事顺利进行，还要谨防新冠疫情的传播。为了更高效地进行人员管理调度、提升运动员的训练成绩以及加强赛事的安全管理，本届冬奥会使用了UWB(Ultra Wide Band，超宽带) 高精度定位系统。
其实，将UWB定位方案用于体育领域，并非是本届冬奥会的首创。近年来，国内已经有一些足球、篮球等项目，利用UWB技术帮助运动员提升训练效果。与此同时，在定位标签、会展导览、机场导览等应用中我们也能看到UWB的身影，一时间UWB在各个领域遍地开花。
UWB商业化曾屡遭失败
UWB并不是什么新概念，最初它作为一种军用雷达技术而开发。2002年UWB技术被正式下放到民用领域，期间经历了标准之争和技术之争。在落地PC外设、可穿戴设备应用失败之后，UWB的商用化进程曾一度陷入停顿。
UWB的标准化之路并非一帆风顺。2002年2月，FCC(美国联邦通信委员)发布了02-48号报告及法规，将UWB技术下放至民用领域；2003年2月，FCC详细阐明了UWB技术的应用规则，UWB被定义为“-10dB绝对带宽≥500MHz或相对带宽大于20%”的无线电信号，该定义把UWB扩宽为“所有使用超宽带频谱的通信形式”，还划定了3.1-10.6GHz的频谱范围，发射信号的功率谱密度限制于-41.3 dBm/MHz。
IEEE(美国电气和电子工程师协会) 经历了几次失败之后，在2004年3月成立了IEEE 802.15.4a工作组，针对低速低功耗无线个人局域网应用。2007年3月，IEEE-SA标准委员会批准IEEE 802.15.4-2006，到2020年其最新修订版本为802.15.4z，新标准增强了UWB的物理层，提高了测距测量的完整性及准确性。
关于方案的发展也值得关注。2003年初，IEEE收到了超过20种UWB方案，经历了市场的淘汰之后，最终剩下以英特尔、TI主导的多频带OFDM（MB-OFDM）方案和由摩托罗拉、XtremeSpectrum主导的直接序列码分多址(DS-CDMA)方案，不过后来这两个方案均未通过IEEE的最终票选。
2007年，因飞思卡尔(当时在摩托罗拉旗下)的退出，加速了主导DS-CDMA方案的联盟崩盘；次年，UWB控制器厂商WiQuest倒闭，英特尔宣布停止对UWB芯片的开发；2009年3月，蓝牙技术联盟(SIG)、无线UWB促进组(Wireless USB Promoter Group)、UWB开发论坛(UWB-IF)接手了MB-OFDM UWB技术规范以及UWB的未来框架技术。
2019年，新的FiRa联盟成立。该联盟旨在推动精准测距功能发展，完善UWB的生态系统以及建立新标准。到2021年底，联盟成员已超过100名，除了HID Global、博世、恩智浦、三星等发起者之外，还包括了瀚巍微电子、纽瑞芯、精位科技等国产UWB芯片公司。
UWB可直接发送脉冲无线电信号，每秒发送脉冲数高达10亿个。这些脉冲的频域非常宽(数Hz至数GHz)，又因为UWB发射的载波功率较小，所以UWB对无线电波的影响非常小。以上特点让UWB技术具有窄带和宽带技术无法比肩的优势。
基于以上特点，UWB曾在传输领域被寄予厚望。主要利用其带宽大的特点，来负责短距离无线传输，作为PC的外设来使用。只不过，2009年802.11n(Wi-Fi 4)横空出世，它迅速抢占了短距离无线传输市场。由于成熟度不够和成本过高，UWB PC外设方案在与USB、Wi-Fi的竞争中落败。
业内曾经也有许多研究针对基于UWB的可穿戴设备。不过，自2013年4月低功耗蓝牙直驱模块诞生之后，低功耗蓝牙成为了可穿戴设备的主流连接技术。因为现在的可穿戴设备与智能手机之间所要传输的数据量并不大，所以UWB的高带宽、高能效比优势在应用中较难体现。
基于定位功能已落地多个场景
随着2019年FiRa新联盟成立，UWB逐渐回归到大众视野。近年来，UWB凭借显著优势，在B端市场陆续落地。比如，在工地、仓库等场景中实时追踪资产和库存，进行人员、货物、运载机器的精准定位，帮助企业改进流程、提高搜索效率、减少资源浪费等。
UWB可提供精准的位置信息，具备高安全性、高抗干扰能力，因此其在消费市场也有较大的应用潜质。又比如，在机场场景中，为旅客提供精准的室内导航；在会展、展厅、博物馆场景中，为参观者提供智能化导览服务；在养老院等场景中，通过智能穿戴设备配合电子围栏，可圈定老人的安全活动范围；在矿井、隧道等危险场景中，通过定位人员和资源，为安全位置紧急搜寻提供便利。
不过，室内定位系统并非只能基于UWB一种技术。室内定位系统还包括以计算机视觉技术为基础的室内定位系统、以无线通讯技术为基础的室内定位系统、以LED可见光技术为基础的室内定位系统、以地磁匹配为基础的室内定位技术等，这些不同的短距离无线通讯技术各有优缺点。
表1 短距离无线通讯技术优缺点对比
前面我们有提到，UWB最初作为军用雷达技术而开发。实际上，它使用了与雷达类似的飞行时间(ToF)原理：通过连续发射光脉冲到被观测物体上，然后接收从物体反射回去的光脉冲，通过探测光脉冲的飞行（往返）时间来计算被测物体离发射端的距离。UWB系统中会根据多个发射端与接收端的距离，来判断出接收端所处的位置以实现定位。观察表1，无论是从安全性、定位精度、穿透性、功耗，还是传输距离上，UWB都有较大的优势，这些优势使其也适用于C端市场。
2019年，随着配置UWB芯片(U1)的iPhone 11发布，该技术首次进入主流消费电子产品。到2021年春季，苹果公司推出了UWB硬件AirTag。AirTag内置了Qorvo的UWB芯片，与配置U1芯片的iPhone相连可实现厘米级的精准定位。至此，UWB技术在需要定位功能的场景中，通过了诸多细分市场的初步验证。
厂商已在智能手机及配件上发力UWB
在消费电子市场，苹果公司率先带动了UWB的商用，紧接着我们也看到，安卓阵营也推出了内置UWB芯片的手机及配件产品。三星在2020年8月发布的Galaxy Note20 Ultra采用了恩智浦UWB方案，不但可加速照片、视频和文件的共享速度，还能使手机作为数字钥匙来使用；小米在2020年10月发布了“一指连”UWB技术，结合小米自研的天线排列及算法，可实现厘米级定位和3角度测量精度，目前“一指连”可实现“一指操控”和“一指投送”功能，未来还能实现无感开智能门锁；2021年5月，OPPO发布了“一键联手机壳套装”，可帮助用户更精准、快速地操控指定方向的智能家居设备…
本文作者可以追加内容哦 !
