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Qorvo江雄:UWB技术在消费市场的应用和前景解读

2021-08-05
作者:韦肖葳
来源:电子技术应用
关键词: Qorvo UWB

【编者按】

2021年7月20日,第九届EEVIA年度中国电子ICT媒体论坛暨2021产业和技术展望研讨会在深圳顺利召开。会议邀请了来自ADI,英飞凌,艾迈斯欧司朗,NI,Qorvo,安谋科技,伏达半导体等多家公司的技术专家和高层管理者分享自家公司最新的技术与产品,与在场行业媒体和业内工程师共同探讨产业发展现状,共话半导体产业新未来。

 

今年4月份,苹果发布了AirTag。大部分人对 AirTag的理解就是“使用UWB技术找物”。但其实,UWB还可以应用于很多场景,以苹果手机为例,UWB可以控制音响,也可以控制灯,可以做很多场景的应用。本次大会上,Qorvo中国区移动事业部销售总监江雄先生为观众做了题为《UWB(超宽带)技术在消费市场的应用和前景》的主题演讲。

 

Qorvo中国区移动事业部销售总监 江雄先生

 

UWB为何物?


到底什么是UWB?其实,这是一种专为精准定位和安全通信而设计的技术。最早的位置寻找系统是GPS,给大家带来许多便利。但是GPS更适合在室外导航,因此对室内定位技术的强烈需求催生了UWB技术。

 

UWB强在哪?


江雄指出了UWB技术最主要的五大优点:

  • 首先,精准度极高,UWB技术的精准度可以达到厘米级,目前市面定位技术里面没有比这个更高的。

  • 第二,高可靠性。对于不同的物体直接传输识别,抗多径干扰,UWB技术的能力是最强的。

  • 第三,实时。UWB技术的延时非常短,为毫秒级。比GPS的响应时间快50倍,这是一个很好的性能,在未来会有广阔的应用。

  • 第四,实现方式比较容易,功耗较低,各种手持产品都可以非常方便应用。

  • 最后,安全性。现在的UWB技术都符合IEEE 802.15.4z标准。

 


下图是一个比较图。分析图片后可以发现: 



在应用场景上,UWB可用于室内和室外,GPS只能在室外使用;从精准度来讲,UWB可以精确到最小的厘米级,GPS是5到20米,WiFi是5到15米;从覆盖的范围来说,UWB为25到250米,蓝牙100到15米,WiFi是50到150米;数据传输力上,UWB超宽带的数据传输可以做27M bps;另外,UWB安全性极高,远超其它技术,延时也是毫秒级,而蓝牙的传输率在三秒左右;UWB的寻物能力同样超群,10秒左右可寻1000个物件。这些都是UWB与其它定位技术相比的优势所在。

 

“传统的定位方式主要依靠信号强度来测量,例如Wifi蓝牙,这种方式一般能做到5米的精度,准确率能有70%。有些技术能通过窄带TOF的方式定位,在保证70%准确率的情况下也只能做到2米精度。UWB技术是100%物件的识别精度都是小于0.1米,这是非常强的。所以,对于找定位的技术来讲,UWB肯定是最强的。”江雄讲道。


 

 

UWB的工作原理是什么?


江雄指出,其实UWB的工作方式非常直接,当一个射频信号源把信号发出去以后,接收源会第一时间收到直线距离到达的信号,通过接收的时间戳可以计算信号飞行距离。虽然在屋里面有很多的反射,反射以后有互相的干扰,而且反射以后信号有时候还会增强,但是对于UWB来讲,所有的反射都可以忽略不计,它可以直接接收分辨出最先到达的信号。UWB有一种计算方式,能够算出到它位置的最短距离,那个就是信号源。不止这些,UWB还可以通过到达相位差,计算出角度差,最后通过距离和角度来定位出接收端的目标在什么相对位置。

 


Qorvo UWB领军市场


“Qorvo处于UWB比较领先的位置。我们做得早,从2013年就开始了,现在工业上已经有非常多应用了。目前大概有40个不同的垂直市场在使用UWB技术,矿山,公安系统,仓储,物流,工厂里边很多在用。”谈及UWB在公司的发展,江雄如是说,“从标准来讲,工业里面已经有很多种标准了,包括IEEE 802.15.4a/z,以及欧洲汽车联盟CCC的标准,以及UWB生态联盟Fira的标准等等。我们提供的Chip也是非常好的性能,低功耗,目前市场上已经卖得很多了,下一代还在做产品集成度更高的产品。我们还提供了比较全面的技术支持,也会提供很多软件的支持给客户。还有Ecosystem,现在非常完善。我们可以提供最好的方案给客户。”


 


上图说明了Qorvo的工作方式,其中绿色是公司提供的软件服务。紫色显示公司可以结合自身强项——射频产品做出性能更好的SIP。“我们可以有一整套的技术,我们国内的业务也很高,现在对整个的支持也都比较好。”江雄补充道。

 

探索UWB更多的可能性


“当然UWB还有一些其它可能性的应用。就像小米,oppo在做的“一键连”,“一指连”,拿一个手机可以很容易去操控屋内的一些家用电器。”江雄指出。

 

那么UWB还会在哪些领域大放光彩呢?

  • 博物馆导览。正如博物馆里面的室内导航,到不同展品处拿对讲机按一下就可以听语音讲解。UWB可以做出类似功能,走到哪里有一个标签会自动定位播放,而且非常精准,不会错位。

  • 增强型支付。即,类似有一定距离的NFC。

  • 等出租车。当排队候车人数过多,无法分辨哪辆车是谁打的时候,用UWB就可以自动识别到自己打的车辆。

  • 地铁扫码进站。UWB可以实现稍微有一定距离的识别,或者不用伸手,直接在走过去的过程中机器就可以帮你识别好。


当然,除了位置服务,UWB还可以提供数据的服务,这是一个新的应用方向。“利用27M bps传输速率,还有延时比较短的特性,可以做数据的传输。数据传输这边有一些新的应用,比如VR应用,还有手机对手机,手机对耳机,还有AR等,未来也有新的应用会出来,大家会看到。”江雄指出。

 

UWB的春天还会远吗?


讲了这么多,什么时候才是UWB真正爆发的时候呢?在江雄看来,现在就是一个很好的爆发时间点。“我们已经有很多客户非常关注,在使用这样的产品。刚才我也提到了OPPO,小米等手机厂商在使用,或者在关注,美的等家用电器的公司等都在关注UWB的技术。手机的应用将带动市场的发展。”

 

(注:当天展示的OPPO Find X3 Pro手机壳加Tag套装,加载了Qorvo的UWB,从而可通过标签精准定位)

 

正如Qorvo超宽带事业部高级销售经理Jessica所言,每个技术都有它的长项和稍微不足的地方,比如做简单的AGV定位,激光反射可能是最准的;WiFi的传输功能也是不可被替代的,毕竟还是其带宽更宽。但是Qorvo的愿景就是持续努力,不断发展完善UWB技术,使之用于各种生活场景,为人们打造更加便利的生活!



 


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