我是UWB，名字的全稱是Ultra Wide Band，翻譯成中文就是“超寬帶”。 很多人是通過蘋果認識我的，因為在去年發布的iPhone 11上，蘋果“內置了UWB功能”。雖然那時大家還不太清楚我可以做什么，不過能讓蘋果看上眼的東西總有種不明覺厲的趕腳。

這不，安卓陣營已經行動起來了，不久前三星已經宣布在最新的Note20 Ultra上，也采用了UWB技術。很多分析師已經在預測，我將繼Wi-Fi、藍牙、GPS、NFC之后，成為下一個智能手機標配無線技術的熱門人選。

圖1，三星的Note20 Ultra成為首款集成UWB技術的安卓手機（圖源：NXP）

我從哪里來？ 其實在無線通信的江湖里，我可真不是個新人，而是一個誕生于上個世紀60年代的老戰士。那些“胡子稍微長點”的工程師也一定還記得，在本世紀之初我還和Wi-Fi交過手，這其中的故事，且聽我慢慢道來。 要說我還真的是人如其名，所謂“超寬帶”說的就是——我是在一個很寬的頻帶上對于一系列納秒級的脈沖進行調制以傳輸信息；而其他無線技術大都是在一個窄頻帶上用調制正弦波的方式來傳輸信息。這個與眾不同的特質，使我可以支持以數百MHz，乃至GHz的帶寬傳輸數據，這放在二十年前，可謂是自帶光環。

圖2，UWB與其他無線技術的比較（圖源：網絡） 盡管如此，在相當長的一段時間里，我只是作為一個軍用技術在雷達系統中應用。直到1998年FCC才開始琢磨讓我進入民用市場的可能性。2002年，FCC宣布將3.1GHz至10.6GHz的頻帶開放給我做室內通信，這下我才終于有了進入民用市場的“簽證”。 世紀之交，人們正對寬帶通信充滿了渴望。有線網絡成天琢磨著如何延伸到最后一公里、最后一百米，但想要觸達到最終的用戶，特別是位置可能會移動的用戶，還是顯得力不從心，而那時的蜂窩移動網絡可支持的數據帶寬也挺可憐的，所以大家就想找到一個能夠在幾米到幾十米的局域網中，實現寬帶無線數據通信的技術。從這個角度來看，我再合適不過了！

不過所謂有“人”的地方就有江湖，有江湖競爭就在所難免，和我展開PK的主要就是Wi-Fi了。PK的結果大家也知道了，Wi-Fi成了贏家。現在回想起來，此戰失利的主要原因，一是因為我們UWB內部的DS-UWB和WiMedia兩大技術流派一直爭執不下，沒有形成統一的合力；二是Wi-Fi自己發展得確實不錯，又得到了蘋果這樣的行業大佬的支持。從那以后，我淡出了江湖，也漸漸淡出了人們的視野。

我是誰？ 其實這個世界上的技術千千萬，他們就像是一顆顆種子，最終是否能夠開花結果，除了自身內在的原因，有時候也要看是不是在“對”的時間，落在了“對”的地方。 換句話說，也就是要給自己重新找找定位，暗下功夫，等待柳暗花明的那一天。過去這十幾年我就是這么過來的，可以說這是一個認真思考“我是誰”的過程。 前面也說過，那種“在寬頻帶上使用短脈沖”的特質，讓我獲得了很多不同于他人的稟賦。除了可以高帶寬傳輸數據，實際上還有很多特性可圈可點。 比如，我所使用的脈沖，其樣子看上去又陡又窄，在嘈雜的通道環境中，很容易識別，特別是在一些環境復雜、存在多徑干擾的地方，接收機很容易將主信號從其他干擾因素中“擇出來”。再有，我工作的頻段避開了2.4GHz這個最擁擠的地段，不會對其他無線通信產生干擾。而且，我功耗低，典型工作范圍在10米左右，不過如果需要可以使用較高功率的脈沖，將作用距離增加到200米。 這些特性讓我琢磨，拋開數據傳輸，還有什么可以讓我施展拳腳的地方。最后我得出的結論是——測距和定位。其實在IEEE 802.15.4a標準中，就指定我可以使用2ns脈沖來測量飛行時間和到達角的值，基于獨特的性能和工作機理，我的定位精度可以達到厘米級！這可以說是今天其他的無線技術所望塵莫及的。

表1，主流無線定位技術比較（資料來源：網絡） 一直以來，也有不少人在UWB精準定位這件事上下功夫，不過總感覺離最終的商用都還很遠。一個很重要的原因就是“貴”！特別是早期用分立元器件搭出來的系統，很少能有商業客戶接受得了。那時候，我除了耐心等下去了，也沒有別的選擇了。終于到2003年，UWB定位芯片出現了，這就像是在我的身后猛地推了一把，我終于可以加速小跑了！

我要到哪里去？

不過想要真正在精準定位市場中飛奔起來，我還需要更多的能量。 在我看來，終端應用是最關鍵一個能量源，沒有人用的技術，終歸走不遠。好在我們已經步入21世紀的20年代，移動互聯網和物聯網的發展讓用戶漲了不少見識，用戶和用戶之間以及用戶和機器之間的交互越來越多，大家的腦洞也越開越大，很多以前不曾想象的精準定位應用場景逐漸浮出了水面。 比如有人希望我成為他們在室內的“GPS”，在規模宏大的Shopping Mall或博物館里不至于迷路；有些愛丟三落四的人，想讓我幫他們找東西，比如找個TWS藍牙耳機之類的；有人想讓我幫他們操控家電，比如一靠近馬桶，它就能知道誰要來如廁；還有一些“懶人”進門的時候連抬手刷卡都嫌麻煩，希望在靠近房門或車門的時候，就能自動被識別出來。上面這些隨便哪一條要成真了，都夠我能量滿格地在市場上跑一陣的。

圖3，人們設想的UWB與新零售相結合的應用場景（圖源：NXP） 技術的不斷精進，也是我缺不了的一顆“能量石”。比如在安全性方面，特別是前面提到的安全門禁這類應用中，針對測距的802.15.4a標準已經不能滿足所需，人們已經開始在修訂新的802.15.4z標準，通過為PHY數據包添加加密密鑰和數字隨機性，防止壞人鉆空子。 最后一股能量，就要靠UWB生態圈里的“圈友”們了。不過這方面我信心挺足的：蘋果三星已經有動作，其他手機廠商的跟進應該是遲早的事兒；從上游芯片廠商的動向來看，最近也是頗為熱鬧，Qorvo收購了Decawave、意法半導體收購了BeSpoon、恩智浦和大眾合力打造的基于UWB技術的Arteon概念車也已經上路。同時，我也看到有FiRa聯盟這樣的行業組織在為UWB的商用落地穿針引線！ 總之，最終能走到哪兒，我現在還真說不好，不過我腳下“精準定位”這條路越走越寬闊，這是真的。等路再寬些，你也來和我一起奔跑吧！