研究机构Techno Systems Research 发布的报告指出:2021 年全球 UWB 的出货量预计将达到 2 亿个以上,到 2027 年这一数字将超过 12 亿。而智能手机将在 2027 年成为 UWB 的最大应用市场,其次则是汽车、智能家居设备、可穿戴设备等。
UWB 不同于传统的通信技术,它通过发送和接收具有纳秒或微秒级以下的极窄脉冲来实现无线传输。由于UWB脉冲时间宽度极短,因此可以实现频谱上的超宽带:使用的带宽在 500MHz 以上。
与蓝牙相比,UWB技术延迟更短、传输数据更大,它不仅使用 3.1 和 10.6 GHz 之间的更高频率,因为UWB使用更宽的 500 MHz 信道,可以在短时间内发送大数据包,而蓝牙通常限制在 20 MHz。UWB 的延迟通常只有一毫秒,而蓝牙 LE(低功耗)的延迟明显更长。UWB 还提供更长的范围,理论上可以达到 250 米。
UWB+BLE双模融合满足多样化场景应用
虽然UWB技术能同时实现高速通信、高精度定位和高分辨力感知,但仍需要和其他相关技术配合才能实现万物智联的多样化场景诉求。
在大多数应用场景中,目前互补性最强的是BLE技术:通过把BLE技术与UWB技术的结合,不但可以降低UWB产品和应用的整体功耗,降低生产成本,而且利用BLE芯片每年近50亿颗的出货量能使UWB技术和产品快速渗透市场,从而通过BLE实现初略定位和网络接入,结合UWB实现精准定位和空间感知,打造真正联结一切的”万物智联“网络。
虽然UWB+BLE双模融合技术在万物智联应用市场上有巨大的优势,但是UWB+BLE双模融合系统级芯片的设计历来是个难点。在硬件方面,大带宽、低功耗、低成本射频前端电路包括低噪声放大器(LNA)、数字射频功率放大器(DPA)、全数字锁相环(ADPLL)等射频芯片关键电路都具有相当的技术和量产难度。在软件方面,数字辅助射频模拟校准算法(如频率校准、功率校准、带宽校准、匹配校准、线性度校准等)也属于前沿研究课题。此外,如何实现SoC低功耗优化设计,以及多系统共存时彼此之间的影响和干扰如何排除,都是不容易解决的问题。