1、UWB的主要应用
UWB（Ultra-Wideband，超宽带）技术已经存在多年，但直到几年前，它仍是一项小众技术，只有少数公司采用。最近的市场增长数据显示，UWB在消费产品（如智能手机、智能手表、智能家居设备等）、汽车行业和工业实时定位系统（Real-Time Location Systems，RTLS）中的应用迅速增加。消费产品中的UWB
到目前为止，UWB技术在消费产品中的采用最为广泛，而且主要是在智能手机市场。2023年，约70%的UWB芯片被嵌入智能手机中。苹果公司显然处于领先地位，并已在其生态系统中的众多产品中添加了UWB功能，以支持设备的“空间感知”。其他主要的智能手机厂商如三星和小米也在其最新型号中采用了UWB技术。
这一切的基础是FiRa联盟（Fine Ranging），该联盟致力于通过实现人和设备的精确位置感知来改变我们与环境的互动方式。FiRa联盟开发了一项标准，描述了一套通用协议，以支持物理访问控制、智能家居、室内导航、社交距离测量或资产跟踪等应用。
随着FiRa2.0版本在2023年发布，我们将看到大量利用这一新标准的新产品上市。特别是在智能锁市场，预计会有一些新产品利用UWB的准确性和安全性，从而提升使用智能手机操作这些系统的体验。
工业RTLS中的UWB
UWB精确测距的能力是实时定位系统（RTLS）的理想选择。使用UWB技术，RTLS系统可以在复杂环境中提供精确到10至30厘米的实时定位。UWB RTLS主要应用于采矿业、制造业、分销业，还包括医疗、农业、零售甚至体育比赛。
在UWB因智能手机普及而成为主流技术之前，UWB RTLS是该技术的主要用例驱动因素。然而，与消费产品的快速发展相比，RTLS技术的采用速度要慢得多。在工业环境中，技术更迭往往是缓慢且渐进的过程。然而，UWB需要在挑战性环境中证明其可靠性的时代已经过去。在今天，UWB RTLS被认为是精确室内定位的黄金标准。
FiRa联盟在2019年成立的同时，另一项名为Omlox的标准也应运而生。该标准专为工业RTLS应用设计，旨在提供RTLS系统供应商以及RTLS应用软件之间的互操作性。虽然该标准的初始版本从未投放市场，但2023年发布的Omlox版本2现在正在逐步推动标准的广泛采用。
汽车中的UWB
汽车是UWB技术的另一个即将到来的应用领域，通过在车辆中嵌入这项技术以支持一系列功能。宝马、奔驰、大众汽车以及最近的特斯拉等主要制造商已经推出或正在积极研发带有UWB技术的车辆。
智能迎宾”功能是推动这项技术的主要因素，它可以根据车钥匙的位置智能地锁定和解锁车辆。此外，即将出台的儿童存在检测（Child Presence Detection，CPD）标准可能会成为UWB技术的更大驱动力。为了支持这一功能，仅依靠UWB测距是不够的，还需要依赖UWB雷达能力，为此会有一系列新芯片投入市场中。
这项技术采用的基础是国际标准。更值得注意的是，汽车连接联盟（Car Connectivity Consortium）已经标准化了用于支持不同汽车制造商之间车钥匙互操作性的UWB协议。该标准的最新版本CCC车钥匙3.0于2021年发布。
2、UWB的标准
UWB作为空间感知和基于位置服务的关键无线技术将长期活跃在人们视线中。UWB技术会继续被广泛采用，并逐步成为全球标准。此前IEE802.15.4 标准的明确定义指定了三个频段，总共产生 16 个无线电信道。随后的标准要求各国的监管机构定义其哪些频段可以在地理上能否使用，从而形成了明确的 UWB 标准。在日常的消费应用中，由于UWB 信道 5（6GHz）和 9（8GHz）可以全球使用，所以已被 FiRa 选择为主要 UWB 信道。2024 年 5 月 27 日发布的最新欧盟标准（2024/1467）标志着使用 UWB 技术的基于位置的服务的一个重要里程碑。这项标准涵盖了在机动车辆、铁路系统甚至飞机上使用UWB的相关内容的更新。美国也在进行类似的标准讨论，目前还没有明确的发布时间。中国计划仅使用较高频率的UWB信道，这将与日本和韩国等其他亚洲地区更加一致。
欧盟的最新标准放宽了对UWB的限制，其中最重要的更新是，标准允许更高的发射功率，并且统一了室内外的UWB部署。这些更新极大地支持了UWB的应用，可以更好的使该项技术服务于各行各业。
提高室内UWB定位器的发射功率
新标准带来的最显著好处是室内定位器的发射功率增加了 10 dB，从 -41.3 dBm/MHz 增加到 -31.3 dBm/MHz。理论上，这可以将标签（tag）到锚点（anchor）的距离扩大约三倍。这意味着RTLS系统的覆盖可以使用更少的锚点，从而降低基础设施成本并提高投资回报率（ROI）。此外，额外的功率裕度提高了信号穿透力，因此发射功率的增强使精确放置标签变得没有那么重要。总体而言，人工容错率的提高使得定位系统将更易于部署和维护。
统一室内外UWB的使用规定
新标准使得户外部署UWB更加轻松。此前，户外部署仅限于较低频段（频率范围从 3.1 GHz 到 4.8 GHz）的 定位跟踪设备，而且欧盟各国的规则和审批流程各不相同，部署存在较大障碍。现在，UWB 信道5到9（频率范围从 6 GHz 到 8.5GHz）户外部署在整个欧盟范围内统一，户外安装必须遵守其他条件和要求，但无需审批流程，为UWB在户外部署铺平道路。
3、UWB芯片
随着标准化日趋成熟，商用UWB芯片的可用领域正在迅速扩大。国内已有多家芯片厂商发布了UWB芯片。由9499www威尼斯开发的最新UWB芯片CBU5000V210是一款集成了UWB（6-9GHz）、蓝牙（BLE）和32位微处理器（MCU）的单芯片CMOS SoC，符合IEEE 802.15.4z、IEEE 802.15.4-2015和FiRa标准。这款芯片可以支持测距、3D AOA和雷达功能。BLE系统支持BLE5.0，具有低功耗特性，使得芯片可以支持更长的电池寿命。SoC集成了高性能的32位MCU、硬件安全平台和丰富的功能模块，使得芯片适用于通信、测距、物联网等应用。
接下来UWB芯片的普及度会不断提高，应用越来越广泛。随着 2025 年即将推出的新 IEEE 802.15.4ab，将会有新一代UWB芯片进入市场，其功耗进一步降低，安全性提高，并支持流媒体音频。我们的生活将会因为这些智能家居设备而更加便捷，让我们拭目以待。