在浩瀚的无线连接世界中，我们大多数人对以下这些名称都非常熟悉： 蓝牙、WiFi、NFC 或 LTE它们性能良好、价格低廉，而且已经存在多年。但近来，一项新技术正逐渐获得广泛认可，而且，如果没有出现任何不可预见的情况，它将显著改变我们日常使用手机的方式： 超宽带或UWB（超宽带）.
这项技术并非全新，但如今由于……的蓬勃发展，它正经历着复兴。 物联网、高端手机和数字钥匙苹果、三星、谷歌、大众和宝马等制造商纷纷竞相整合UWB技术，因为UWB提供了蓝牙和WiFi无法比拟的优势： 定位精度高、延迟低、安全性高 近距离。
UWB技术究竟是什么？
当我们谈到UWB时，我们指的是 利用巨大带宽的短程无线电技术 用于设备间的通信。蓝牙或 WiFi 在特定频段（2,4 GHz、5 GHz 等）的窄信道中运行，而超宽带则发射…… 功率极低的无线电脉冲分布在非常宽的频率范围内.
从技术角度讲，UWB 涵盖了使用至少 1000 Mbps 带宽的系统。 每通道 500 MHz实际上，我们讨论的是频谱使用情况，其范围大致为 3,1 至 10,6 GHz这种大带宽使得设备能够以其他技术无法达到的精度交换信息和测量信号传播时间。
超宽带技术开始发展于…… 20世纪50年代的相控天线但直到20世纪90年代和21世纪初，才开始出现将其应用于消费电子产品的提案。2002年，美国联邦通信委员会（FCC）批准了其在商业领域的应用，尽管当时的吸引力…… WiFi和蓝牙 这使得超宽带技术几乎完全被边缘化了。
如今情况有所不同：智能家居、电子钥匙和可相互定位的设备等因素，使得这项技术再次流行起来。 苹果、三星、恩智浦、博世、索尼、大众、谷歌和其他主要厂商 他们正努力使这项技术像手机蓝牙一样普及。
UWB技术的工作原理是什么？为什么它的精度如此之高？
UWB的关键在于，与传统蓝牙不同， 它不通过信号强度来估算距离。 （虽然不太精确），但它测量得非常准确。 信号在两个设备之间传输所需的时间这种方法被称为 飞行时间 （飞行时间）。
通过测量飞行时间，超宽带可以计算出 发射器和接收器之间的距离精度约为10厘米。 在典型条件下，超宽带技术能够达到较高的精度，而在校准良好的系统中，精度甚至可以达到更小的水平。此外，超宽带技术还能够确定…… 信号到达方向的误差仅为约3度这使得它能够真正“检测你指向哪里”。
距离和角度的这种结合使得超宽带成为一种…… “室内GPS” 适用于极短距离，室内外均可使用。与蓝牙相比，蓝牙的定位精度通常在一米左右（或更高，具体取决于环境），而超宽带技术能够实现非常精确的定位追踪，这对于汽车钥匙、物体追踪器或医疗环境中的关键设备监控系统至关重要。
另一点很重要，因为这种发射方式使其低功率脉冲分布在如此宽的频带上， 超宽带产生的干扰很小 与其他无线电系统兼容，并且具有显著的易用性 穿透某些材料和墙壁即使在医院等铅衬病房等具有挑战性的环境中。
速度、延迟和功耗
尽管如今人们经常谈论UWB定位技术，但我们不能忘记…… 它还可以传输数据在短距离无线应用中，UWB 可以提供从 在约 10 米处速度为 110 Mbps，在 1 米处速度达到 480 Mbps，最高速度超过 1,6 Gbps。 在极短的距离内。
在真实的移动设备上测得的速度接近 100%。 20-30 Mbps的通常高于蓝牙，但低于现代 Wi-Fi。作为回报，超宽带提供了一种…… 非常低的延迟这意味着当移动设备检测到其他设备或附近的标签并需要做出反应时，几乎可以立即做出响应。
另一个优点是UWB的设计目标是 非常节能发射机可以连续工作数年 小型纽扣电池这使其成为追踪钥匙、包、购物车、医疗保健资产或仓库托盘上的标签的理想选择，这些物品需要始终保持“激活”状态，同时消耗最少的能源。
UWB和蓝牙有什么区别？
这两个系统很容易混淆，因为它们…… 短程无线技术但它们的实际目标并不相同。蓝牙最初主要是一种协议，用于…… 短距离传输数据和音频后来才开始利用信号强度进行大致定位。
另一方面，UWB 最初是为……而设计的。 利用巨大的带宽传输数据随着时间的推移，它逐渐演变为用于 高精度定位和空间检测虽然它可以传输数据，但如今它更侧重于准确了解物体的位置和方向，而不是在下载大文件时取代 WiFi。
此外，虽然蓝牙的定位精度相当有限，但UWB可以实现更高的定位精度。 精度可达厘米级，延迟极低这使其成为数字钥匙、AirTag/SmartTag追踪器、安全建筑门禁，甚至是分秒必争的工业应用的理想选择。
此外，还有安全方面的问题： 超宽带信号更难被拦截和欺骗。 比其他更传统的无线电系统更胜一筹。这使得它尤其引人注目。 移动支付、无钥匙访问系统或医疗保健应用 不允许任何人通过复制信号来欺骗系统。
超宽带的主要优势
总而言之，UWB技术具有一系列独特的功能组合： 精准、快速、低能耗、安全实际上，它最大的优势在于：
- 非常精确的定位：室内外距离误差在 10 厘米左右，角度误差只有几度。
- 低延迟反应时间非常短，非常适合数字钥匙或设备间超快速配对等功能。
- 高安全性难以拦截和欺骗的信号，对智能汽车和智能门禁系统具有极强的抗中继攻击能力。
- 穿透力强，干扰极小。在有墙壁、金属或多个网络同时工作的复杂环境中，性能更加稳定可靠。
- 能源效率非常适合需要单节电池运行数年的标签和设备。
所有这些都解释了为什么许多专家将超宽带视为 未来它有可能取代蓝牙（或者至少是蓝牙的一个重要补充）。尤其是在准确性和安全性比单纯传输数据更重要的场景中。
移动设备上的UWB：苹果、三星、谷歌等
最近人们如此热议超宽带技术的原因之一是： 高端智能手机已开始大规模集成UWB芯片。这为手机在日常生活中作为“空间传感器”的各种用途打开了大门。
苹果是最早采取这一步骤的公司之一。 芯片U1该芯片首次应用于 iPhone 11。发布会上，该公司解释说，这款芯片使 iPhone 能够…… 使用 U1 精确定位其他 Apple 设备将其描述为几乎相当于在手机上添加了一种新型传感器。最早的实际应用之一是更智能的…… 空投当你用你的 iPhone 对准别人的手机时，系统 在发货清单中优先处理该设备 以便更快速、更直接地共享文件。
尽管苹果迄今为止主要专注于隔空投送和物体定位等应用 空气标签很显然，未来UWB技术的能力可以被充分利用于…… 更安全的移动支付，更精确的室内地图 或者与配件和汽车互动的新方式。
在安卓领域，三星一直处于领先地位。 Galaxy Note20 Ultra 是首款搭载 UWB 技术的安卓手机。然后，该品牌逐步将其融入到其旗舰车型中： Galaxy S21+、S21 Ultra、S22+、S22 Ultra、S23+、S23 Ultra，以及可折叠的 Galaxy Z Fold2、Z Fold3 和 Z Fold4以及其他现有型号。
凭借这样的硬件基础，三星提供了以下功能： 与 UWB 近距离共享这样您就可以轻松地共享照片和文件。 将手机对准另一台兼容的安卓设备该系统能够检测您指向的方向上哪个设备，并将其放置在共享面板上方，从而实现几乎瞬间发送。
此外，该韩国品牌认为超宽带是未来发展的关键组成部分。 数字房屋和汽车钥匙其理念是，得益于超宽带技术，Galaxy 可以 当您靠近时，前门会自动解锁或车辆会自动启动。其精确性和安全性大大降低了欺骗系统的可能性。
谷歌也紧随其后。 Pixel 系列的多款机型Pixel 6 Pro 和 Pixel 7 Pro 等设备支持 UWB，Android 也正式集成了该功能。 该技术与操作系统的兼容性此外，该公司有意推出内部代号为“Grogu”的追踪设备的消息也已泄露。这款设备将利用超宽带技术，与苹果的AirTag和三星的SmartTag展开竞争。
其他制造商如 小米（Mix 4）、OPPO 或 LG 他们也已经展示了他们的意图，将UWB技术集成到一些型号或原型机中，这项技术普及只是时间问题。 中等范围 随着成本降低。
如何在 Android 手机上激活 UWB？
许多新款安卓手机都标配了UWB支持，但通常你需要…… 在系统设置中启用某个选项 以便能够利用这项服务。具体流程因品牌而异，但通常都很简单。
在类似某些 Pixel 手机那样的“纯净版”安卓系统上，通常只需前往 设置 > 已连接的设备 > 连接首选项 在列表末尾，查找名为“ 超宽带 (UWB)您可以根据需要在此处激活或停用它。
但在三星手机上，路径略有不同：您需要进入 设置 > 连接 在那里你会找到超宽带开关。激活它后，手机即可使用以下功能： 数字钥匙、方向性近距离共享或使用 SmartTag 进行精确定位.
然而，并非所有智能手机都支持这项技术。如果你的手机设置中没有显示任何关于UWB的信息，那么很可能是…… 没有必要的芯片今天我们主要在以下方面发现它： 近期推出的 iPhone、高端 Pixel 手机以及高端可折叠 Galaxy 系列但这份名单每年都在变长。
UWB作为数字汽车和房屋钥匙
超宽带最引人注目的应用之一是 用智能手机取代实体钥匙在汽车领域，这已不再是科幻小说：许多制造商正在部署基于 UWB 的无钥匙进入和启动系统。
与以往的解决方案相比，最大的区别在于，得益于飞行时间测量和超宽带的精度，汽车可以 确切地知道数字密钥的距离和位置这使得使用信号中继装置欺骗车辆变得更加困难，这些装置试图让车辆相信钥匙就在附近，而实际上钥匙可能在附近的房子里。
类似的公司 恩智浦半导体和大众汽车 他们已经展示了利用超宽带技术实现这一目标的汽车概念。正如恩智浦半导体首席技术官解释的那样，汽车本身可以 测量车辆与钥匙之间的信号传输时间 因此，它可以准确判断设备是否真的在附近。如果它检测到钥匙在另一栋建筑物内，即使有人试图“扩展”信号， 它根本打不开也启动不了。.
目前，已推出或正在准备兼容UWB数字钥匙的品牌越来越多。其中包括以下制造商： 宝马、奥迪、福特、雪佛兰、道奇、捷恩斯、吉普、起亚、MINI、雷克萨斯、梅赛德斯-奔驰、Ram、保时捷、斯巴鲁、Rivian、丰田、大众或现代我们的想法是，最终我们会把手机用作…… 安全便捷的钥匙 大多数现代汽车都配备了这种设备。
同样的逻辑也适用于此。 住宅和限制出入建筑三星等制造商正在努力寻找解决方案。 房屋门电子钥匙 其中，手机充当安全凭证。当您靠近入口时，门锁会检测到已授权的UWB设备并自动解锁，同时，空间精度大大降低了攻击者成功复制信号的可能性，让您更加安心。
物体追踪器、可穿戴设备和智能家居
UWB技术已经占据一席之地的另一个领域是…… 标签式追踪设备。 该 苹果AirTag例如，它们使用超宽带技术来帮助你非常精确地定位钥匙、背包或行李箱等物品。当你靠近物品时，iPhone 会显示 方向指示牌 屏幕上会显示箭头和实时距离这是仅靠蓝牙无法实现的。
三星在其高级版本产品中也采用了类似的策略。 银河SmartTag它们结合了蓝牙和超宽带技术。如果您拥有一部配备超宽带芯片的三星Galaxy手机，您就可以利用增强现实技术和超宽带的精准性来…… “看”到丢失物品的确切位置。 在家中或办公室里，精度可达著名的 10 厘米左右。
除了追踪器之外，UWB 正在悄然渗透到其他领域。 可穿戴设备、平板电脑、笔记本电脑和智能家居设备该系统能够检测相对位置，例如，它可以知道你使用手机时所在的房间。 自动调节照明、音乐或温度或者，立即与您面前的扬声器或电视配对。
工业、零售和医疗保健应用
超宽带技术并非仅限于家庭和消费领域。在专业环境中，超宽带技术也已证明其优势。 降低成本并提高效率 以一种非常切实的方式。
例如，在物流和仓储领域，它被用于…… 实时资产和商品跟踪 (RTLS)通过在天花板上安装UWB锚定网络，并在手推车、托盘或工具上贴上标签，可以清晰地看到 地图上标明每项资产的确切位置。当物体离开允许区域时生成警报，或者分析移动模式以优化工作流程。
在医疗保健领域，UWB技术已成为管理高价值医疗设备的关键工具。试想一下，一家医院拥有超过…… 工厂间共享500台设备 （输液泵、便携式监护仪、诊断工具……）。通过部署基于超宽带技术的实时跟踪系统，配备数十个天花板安装支架和数百个设备上的标签，已经能够实现以下目标： 搜索时间缩短约 65% 在试点期间对某些设备进行测试，并大幅减少区域间未经授权的设备移动。
此类解决方案的结果包括 因明显缺乏设备而延误的手术数量减少这使得之前被认为“丢失”的设备的租赁成本降低，并且由于使用了高度精确的使用数据，维护计划也得到了改进。甚至系统生成的移动热图也被用于…… 重新安排设备分配，减少医护人员在病房间行走的时间.
像Carttec这样的公司正在将超宽带引入到各个行业，例如： 社会健康部门和零售业Horustec的解决方案支持实时监控 人员、车辆和资产的流动 在医院和大型商业区，检测异常情况，提高安全性，并为制定业务决策提供有价值的数据。
在职业体育中，像……这样的联赛 橄榄球 他们已经在使用UWB技术了。 比赛期间找到球员借助场上位置和轨迹的毫米级精确信息，生成高级统计数据、性能分析和战术改进。
推动超宽带发展的联盟和组织
像UWB这样的技术要想真正普及，需要的不仅仅是单个设备：它还需要…… 通用标准和可互操作的生态系统这就是像以下这样的组织的作用所在： FiRa财团 或 超宽带联盟.
FiRa 联盟（简称 FiRa） 精细范围）侧重于根据以下因素定义标准 IEEE 802.15.4/4z 用于短距离超宽带通信。其创始人包括： HID Global、恩智浦半导体、三星电子和博世并且还得到了以下公司的支持： 索尼影像产品或LitePoint其目标是使不同制造商的UWB设备能够 相互理解并提供连贯的经验 给用户
就其本身而言，该 超宽带联盟 其中包括以下公司 起亚汽车、现代汽车、迪卡威夫特、iRobot 以及生态系统中的其他成员。这些联盟致力于…… 推广超宽带应用，解决潜在的频谱冲突 并协调芯片制造商、汽车制造商、手机制造商和工业解决方案制造商之间的努力。
除了参与这些联盟之外，恩智浦还推出了诸如以下芯片： SR100T它将超宽带集成到单个组件中， 近场通信和安全加密处理器此类设备允许进行定位 360度旋转，精度约为10厘米并使智能手机更容易成为集数字钥匙、安全支付手段和定位工具于一体的工具。
超宽带技术的未来会如何？
从目前的情况来看，UWB技术不再是遥不可及的梦想： 它应用于高端手机、电子车钥匙、追踪器、工业解决方案、医院和零售商店。它的应用越来越广泛，是因为它提供了现有技术未能完全解决的具体问题： 准确可靠的空间背景.
可以合理推测，随着时间的推移，UWB技术在智能手机中的普及程度将与如今的蓝牙技术一样高。随着芯片成本的降低和标准的日益完善，我们将看到这项技术变得更加普及。 中端设备，以及后来更经济实惠的设备范围涵盖手镯、手表、耳机和智能家居设备。
在日常生活中，这可以理解为我们把手机当作…… 汽车和房屋通用钥匙、物品查找助手、安全门禁卡和“定向”遥控器 与我们的环境互动。在工业和医院领域，超宽带技术将继续扩大其作为战略工具的作用。 优化资源配置，减少损失，提高安全性.
超宽带正在悄然渗透到越来越多的设备和服务中，种种迹象表明，它将成为其中之一。 隐蔽但至关重要的技术 几年后，当手机在我们靠近汽车时自动解锁，准确地引导我们找到丢失的钥匙，或者准确地通知医院关键设备在最需要的地方丢失时，我们将习以为常。 分享此信息，让更多人了解超宽带技术。.