UWB創業者談iPhone11集成UWB芯片
我們是專注UWB（Ultra Wideband超寬帶）高精度定位解決方案多年的創業者，從9月10日蘋果發布iPhone11開始，這個相對低調的行業突然熱鬧了起來。這個在行業內傳了1年多的消息終于坐實，各種專業和業余的文章相繼出現，甚至股市還有“UWB概念股”。我們有必要把自己對行業的理解介紹出來。
UWB是業界公認定位精度最高的無線電技術，以其較高的時間分辨力、抗多徑效應等特點使其尤其適合用于高精度定位或測距。這些年國際室內外定位大賽前幾名普遍采用UWB技術，而且目前沒看到更有潛力的競爭技術出現。具體UWB技術細節，百度各種文章講的較多，不再贅述。
我們UWB行業內的廠商此前都在做B端，典型應用包括工廠、倉儲、隧道、司法等各種垂直行業的人員或物資高精度定位。我們也期盼著產品能賣入C端，但一直沒有手機廠商能集成UWB技術，好在蘋果終于來了！
蘋果和UWB
蘋果在官網上只介紹了U1超寬帶芯片可用于AirDrop，將手機指向另一個手機，通過測向和定位可以優先連接該手機。有理由懷疑，蘋果不可能為了協助AirDrop專門增加一顆芯片，這里的故事空間可以很大。
其實蘋果早些年開始已經進行了多項UWB布局，下面這個是關于UWB用于汽車車鑰匙的專利：
下面這個專利甚至傳說蘋果要用UWB技術做iBeacon V2：
未來應用場景
當代的UWB芯片可以總結成：高安全高精度的測距芯片。高精度測距能力可以實現高精度定位，高安全性保障數據安全。
1. 高精度定位。
如果說藍牙iBeacon是店鋪級別的定位精度，那么UWB可以說是物品級別的定位精度。想象下，我們在網上看到一個心儀商品，可以直接手機定位導航到線下實體店的商品旁。當然這種定位方式需要在環境里要預先安裝好UWB定位基站，這些不是蘋果親自做，主要由產業鏈伙伴做。
還有一類重要的定位方式是：AOA（Angle of Arrival）測向+測距。據說蘋果手機集成了多天線陣列，所以可以通過測量方向實現很多新穎的功能。AirDrop將用這種技術來更準確判斷連接對象。傳說蘋果將會發布基于UWB技術的防丟器并能通過Find My功能精確定位尋找。
注意！這完全就是我們公司在17年底設計和申請專利的產品呀，當時手機還沒有集成UWB，還需要在手機后蓋上粘貼UWB AOA模塊并與手機通過藍牙相連。不止可以在C端用于停車場找車、找寵物、找娃、找鑰匙，還可以在B端工廠倉庫里找物資，也可以用于陌生人社交找人，這簡直就是終極找東西的神器。想象下，在車海中快速找到來接我的滴滴快車。這種應用是不需要環境中部署基站的，只需要雙方都具有UWB設備。
關于AOA技術，事實上，小米平衡車在多年前發布的自動跟隨平衡車就采用該技術，也有些廠家的自動跟隨行李箱采用相同技術，這兩類產品都需要使用者佩戴UWB手環。
2. 數據通信
UWB可以實現數倍于藍牙的傳輸速率（6.8Mbps以上），功耗卻并不高。UWB在2000年初曾與WIFI技術競爭數據傳輸標準，但失敗了。后來UWB逐漸在高精度定位領域找到獨特應用點，現在憑借低功耗和高安全性，重新回來了。最新IEEE802.15.4z標準對UWB的安全性做了特別加強。
3. 無感門禁/支付
UWB的時間戳測距原理使得UWB幾乎不可能通過被截獲復制的方法偽造出自己的位置，那么UWB可以作為安全性很高且便捷的新型鑰匙了。iPhone11可以作為車鑰匙，提供比現有無鑰匙進入技術安全性更高、定位精度更高的體驗。想象下，拿著手機距離車輛5米時車燈自動點亮，距離車門1米時，對應車門自動解鎖。如果此時轉身，邁開一步離開，車門自動上鎖。iPhone11希望連接未來所有汽車，這也許是蘋果推出U1芯片的重要原因。
在智能鎖上應用也是可能的，三星在19年初CES期間以及發布一款應用UWB技術的智能鎖，只是當時還沒有手機鑰匙，需要佩戴專用的UWB鑰匙。但我個人認為iPhone11在國內家用門鎖上應用噱頭大于實用，畢竟指紋鎖會更方便些。
iPhone11也可以通過與POS機安全測距等方式為Apple Pay等支付技術提供更安全的無感支付體驗。甚至將來拿了UWB手機的人可以直接無感過UWB地鐵閘機，而無需掏手機出來掃碼或刷NFC，類似汽車ETC過閘機一樣。這里空間很大，不去展開，我們已經申請了專利。
未來應用場景
iPhone11之前，業界已將UWB芯片量產的主要有愛爾蘭Decawave、法國Bespoon等少數廠家。其中愛爾蘭Decawave（德卡維）公司DW1000芯片應用最廣泛，占有市場絕大部分份額。該公司背后也有中國投資機構的支持。Decawave公司下一代DW3000芯片計劃在2020年量產，支持最新的IEEE 802.15.4z，并且支持單芯片AOA（PDOA技術）。
此外，荷蘭NXP（恩智浦）公司在9月17日正式發布了其SR100T安全精密測距芯片，支持最新IEEE 802.15.4z，為市場加入強心針。此前NXP已經和大眾汽車聯手開發UWB車鑰匙應用。
國內外還有些創業團隊也在做UWB芯片，注意現階段不支持IEEE 802.15.4z最新標準的將沒有未來。
UWB遵從什么國際標準？
Decawave公司的DW1000支持IEEE 802.15.4-2011標準，明年2020年量產的DW3000芯片將支持最新的IEEE 802.15.4z標準。蘋果的U1和NXP新發布的SR100T也都支持IEEE802.15.4z最新標準。802.15.4z在原有標準基礎上定義了新的特性，可以提升安全、功耗更低、且傳輸距離更遠。注意IEEE 802.15.4z是向前兼容的，所以iPhone11可以和現在普遍應用的IEEE 802.15.4-2011標準的DW1000對接，但這只是理論上存在可能，因為現在UWB領域并沒有網絡層及以上的行業標準。雖然同樣是采用DW1000芯片的系統，但不同廠家產品是完全不兼容的。定位算法也有很多種，適用不同的場景，并沒有一個開源的算法給大家用。往往需要廠家做大量的算法研究工作，并結合各種場景做大量迭代。UWB芯片都能買到，但此前真正做出工業領域內穩定可靠定位系統的廠商鳳毛麟角。在蘋果未來逐漸開放其U1芯片定位應用的SDK后，預計會有部分改觀。
2B領域當前大量應用場景是位置監控型應用，即從后臺看其它人員物資的位置，而人員和物資并不需要知道自己的位置；而C端場景是反過來的，重點是手機需要知道自己的位置，而后臺并不需要知道。因為功耗、系統容量、實時性等因素，這兩類應用場景的算法目前是有較大差異的。手機可以一天一充電，物資標簽恨不得用5年。
UWB也有國際聯盟了
2018年12月成立了UWB Alliance聯盟，聯盟創始成員包括Decawave等。UWB Alliance聯盟在確保UWB與WIFI擴頻申請頻譜兼容共存等方面做了很多幕后貢獻。
根據UWB Alliance路線圖，計劃在2020年Q4將網絡層和傳輸層訂立標準。
2019年8月成立的FiRa（Fine Ranging）聯盟，創始成員是NXP、三星等。FiRa聯盟當前側重于推動UWB設備的互操作性。
總結
此刻，在B端，基于UWB的高精度定位和各個垂直行業的結合正在快速開展，并且越來越有機。從傳統的隧道管廊、公檢法司、醫療養老，到新興的工業4.0、智慧倉儲、新零售，高精度定位正在賦能各個垂直行業，為該行業的智慧升級提供基礎技術和靈感，使其決策具有更高精細度。
未來，在C端，蘋果牽頭和各大手機廠商的加入，將賦予UWB技術新的使命。
