UWB技術產業鏈正形成芯片、模組、整機等多個環節，此外，UWB技術也為FPC、功能結構件等產業打開新的市場。

不僅僅蘋果積極準備應用UWB 技術，三星、索尼、博世、恩智浦等巨頭抱團組建FiRa (find ranging前兩個字母) 聯盟，有望快速建立完整的生態系統。

UWB 技術雖然具備較多優勢，但是該項技術2016 年才興起，仍處於導入期。因此產業鏈仍不成熟，建設成本相對較高，技術標準尚未統一，生態系統不夠完善。

制定規範的行業標準和認證是確保一個行業快速無縫銜接的基礎, 從而確保建立跨芯片組、設備和基礎設施服務的UWB 生態系統。

為了快速推動這個行業的發展，2019 年，恩智浦、三星、Sony、博世（Bosch）、ASSA ABLOY、HID Global 組建了FiRa 聯盟，旨在利用UWB 技術推動用戶無縫體驗，索尼、LitePoint、電信技術協會（TTA）也已加入FiRa 組織。FiRa聯盟也在積極推動和汽車等其他行業參與者合作開發和定義技術。

相比Wi-Fi、藍牙、Zigbee等定位技術，UWB 具備以下優勢：

1）定位精度高：UWB的定位精密度更高能達釐米級。帶寬決定了信號距離的分辨能力（成正比關係）。超寬帶的帶寬很寬，這給超寬帶系統帶來了一個優勢，即它可以在距離分辨能力上高於其他傳統系統，而分辨能力的精度在特定條件下是傳統系統的百倍以上。超寬帶脈衝信號的寬帶在納秒級，定位精確度通常小於幾釐米。

2）安全性高：UWB 的發射功率低，信號能夠很好地隱蔽在其他類型信號和環境噪聲之中，傳統的接收機無法識別和接收，必須採用與發射端一致的擴頻碼脈衝序列才能進行解調，系統具有較強的系統安全性。

3）系統穩定性和抗干擾能力強：從射頻機制層面來說，UWB 發射的脈衝波抗干擾能力就比連續的電磁波強，並且UWB 工作的頻段在3GHz-10GHz，相比2.4G 頻段的無線定位技術，外界的干擾信號也少很多。

4）傳輸速率高：信道容量與帶寬成正比，UWB 具備較寬的帶寬，具備較高的傳輸速率高，最高可達1000Mbps以上。

5）功耗較低：超寬帶無線電具有的1GHz 以上的射頻帶寬，發射時需要的平均功率很低。特別是在短距離通信應用中，UWB 發射機的發射功率普遍低於1mW；較低的發射功率可以延長系統的

工作時間，而且發射功率較低，對人體的電磁波輻射也會很小。

6）帶寬極寬：擁用500MHz以上的帶寬。

7）低成本：工程簡單造價便宜。

什麼是UWB

超寬帶（Ultra Wide-Band，UWB）是一種新型的無線通信技術，它主要用於低功耗數據快速傳輸以及室內靜止或移動物體/人的定位跟蹤與導航。

目前，包括美國、日本、加拿大等在內的國家都在研究這項技術。UWB技術傳輸速率高（速率最高可達1000Mbps以上）、發射功率較低、穿透能力較強並且是基於極窄脈衝的無線技術，並無載波。

UWB採用的頻譜範圍為3.1 GHz-10.6GHz，擁用500MHz以上的帶寬，不容易被幹擾，能提供比其他室內定位技術更精準的定位能力。拿iPhone 11來說，UWB能讓iPhone 11精確定位其他配備UWB技術的Apple設備。

瞭解通信的同學都知道，一般的通信體制都是利用一個高頻載波來調製一個窄帶信號，通信信號的實際佔用帶寬並不高。

而UWB不同於傳統的通信技術，它通過發送和接收具有納秒或微秒級以下的極窄脈衝來實現無線傳輸的。由於脈衝時間寬度極短，因此可以實現頻譜上的超寬帶：使用的帶寬在500MHz以上。

FCC（美國聯邦通信委員會）為UWB分配了 3.1~10.6 GHz共 7.5 GHz頻帶，還對其輻射功率做出了比FCC Part15.209更為嚴格的限制，將其限定-41.3dBm頻帶內。

簡而言之，這項技術通過超大帶寬和低發射功率，實現低功耗水平上的快速數據傳輸。

由於UWB脈衝的時間寬度極短，因此也可以採用高精度定時來進行距離測算。

目前，常用的UWB測距方法有三種，分別是：

（1）TOF（Time of flight）：通過測量UWB信號在基站與標籤之間飛行的時間來實現測距。

（2）TDOA（Time Difference of Arrival）：利用UWB信號由標籤到達各個基站的時間差來進行定位。

（3）PDOA（Phase Difference Of Arrival）：利用到達角相位來測量基站與標籤之間方位關係。

UWB技術和我們現在常用的定位技術有什麼不同

我們現在常用的定位技術，主要包括衛星定位和基站定位。

衛星定位，是利用人造地球衛星進行點位測量的技術，也是目前使用最為廣泛、最受用戶歡迎的定位技術。它的特點非常突出，就是精度高、速度快、使用成本低。

大家所熟知的美國的全球定位系統（GPS）、中國的北斗(BDS)、歐洲的伽利略(Galileo)、俄羅斯的格洛納斯(GLONASS)，都是衛星定位系統。

基站定位的原理和雷達有相似之處。雷達定位大家都知道，就是發射雷達波，根據目標的反射，進行空間位置測算。

基站定位的話，基站就相當於是一個“雷達”。

通常，在城市中，一部手機會在多個基站的信號覆蓋之下。手機會對不同基站的下行導頻信號進行“測量”，得到各個基站的信號TOA（到達時刻）或TDOA（到達時間差）。根據這個測量結果，結合基站的座標，就能夠計算出手機的座標值。

畫個圖，一看就明白了：

所有上述這些定位手段，都有一個明顯的缺點，就是無法穿透建築物，不能實現

室內定位。

衛星定位，需要接收機接收到足夠的衛星信號。當進入室內，或有遮擋時，衛星信號很微弱，無法有效定位。

上圖為手機在室外接收到的GPS定位信號

下圖為手機在室內接收到的GPS定位信號

從圖示可以看出，當發現的衛星數量降低時，定位誤差從10米增加到66米。

一方面，衛星和基站定位技術無法滿足室內定位的需求。另一方面，室內定位的業務場景卻越來越多，例如地下車庫導航、商場尋找店鋪和商品，甚至兒童走失，都對室內定位有迫切需求。

在需求持續上升的背景下，人們開發了一系列技術，嘗試利用其它類型的錨節點來提供定位能力。這就包括了Wi-Fi，藍牙，UWB等技術。

UWB的定位效果

為了客觀評判不同的室內定位技術，多個國際組織一直在積極組織室內定位比賽。

目前國際上三個高規格的室內定位比賽包括：

1）微軟室內定位比賽（Microsoft Indoor Localization Competition，MILC）

2）美國國家標準與技術研究院（NIST）舉辦的PerfLoc（Performance Evaluation of Smart-phone Indoor Localization Apps）

3）國際室內定位與室內導航大會（IPIN）室內定位比賽：IPIN competition

微軟的MILC比賽被公認為評判高精度室內定位技術最好的舞臺。

下面列出了歷年MILC比賽中基於基礎設施組前三名的成績：

可以看出，從2015年開始，UWB的優勢逐漸顯示出來，已成為高精度定位技術中最有前景的技術。同時，Decawave的DW1000也是具體定位方案中的主流選擇。8家獲獎的UWB團隊中，有7家都使用了DW1000。

2018年的比賽使用性能極高的激光SLAM構建地圖（左圖）並基於此實時輸出真實位置軌跡（右圖），由此作為比賽的評價依據

比賽場地在葡萄牙波爾圖證卷交易所宮，現場環境十分複雜

2018年的比賽首次評價動態精度，比賽場地非常複雜，結果的導向性很強。

在這項賽事中，來自美國卡內基梅隆大學的Anthony Rowe團隊值得一提。這個團隊是室內定位領域的翹楚，三次進入前三名，2018年更是獲得第一名和並列第二名。

CMU Anthony Rowe團隊

更重要的是，2018年該團隊取得第一名的技術路線是UWB+增強現實（AR），而iPhone 11 Pro則成為了首款同時支持AR和UWB的手機。這足以證明該團隊具有極強的技術洞察力。

此外，來自中國的南京愛銻奕電子科技有限公司也非常值得關注。

他們是一個新興團隊，切入UWB市場一年後就參加了2018年的比賽，取得了並列第二名的成績。這是迄今為止國內隊伍在該項賽事中的最好成績。

上圖是南京愛銻奕團隊在比賽中輸出的實時軌跡。可以看到，除少部分區域外，大部分區域都輸出了精度很高的定位座標。藍色為激光SLAM實時軌跡，綠色點為愛銻奕團隊輸出的軌跡，紅色為矢量誤差。

上圖是參加各支隊伍的平均定位誤差對比。愛銻奕團隊的平均定位誤差是0.4米，而幾個傳統強隊，如RaceLogic、俄羅斯研究院等同樣使用UWB技術，卻只取得了接近1米甚至更差的成績，這充分說明了2018年比賽難度之大。

UWB的芯片原廠

目前全球UWB定位技術主要行業巨頭有：英國Ubisense、美國Time domain、Zebra、愛爾蘭DecaWave （DW1000芯片）、荷蘭NXP等，國內中海達、浩雲科技、精位科技等數十家企業也開始風雲乍起，迎接市場的紅利期。

1、英國Ubisense

Ubisense成立於2003年1月，來自劍橋大學的工程師隊伍，Ubisense UWB的顯著特點是精確可靠的實時定位，有源射頻標籤適用於室內/戶外環境且高精度，可達到15釐米，基座設施可互相替換，具備高可靠性（兩個感應器跟蹤三維定位），為客戶端提供成熟的軟件平臺。應用範圍包括物流、工業、危險環境、醫療保健、軍事等。

2、美國Time domain

公司的PLUS超頻帶UWB及時定位系統由標籤、閱讀器、同步分配面板、天線和定位軟件組成。2009年底，Time Domain公司就推出歐式系統，中心頻率為7.3Hz。歐式系統中用戶可以動態地改變標籤的發射頻率（1~10Hz）和操作模式（活躍或者待機）。

3、美國Zebra

Zebra Technologies為美國大學生橄欖球Senior Bowl比賽提供有源UWB標籤、讀卡器以及Zebra軟件。Zebra軟件讀取數據後，將計算諸如每個球員跑步的速度，其他球員與該球員的距離，以及拋球的速度和旋轉度、高度、距離等信息。然後，這些數據將轉發給Senior Bowl的管理軟件，通過社交媒體向粉絲和媒體展示。這些信息不僅可以用來識別球員的優缺點，還可以判斷球員是否疲勞。

4、愛爾蘭DecaWave

Decawave是目前已知唯一支持IEEE 802.15.4的UWB定位芯片廠商。其提供低成本的芯片出售，零售價格在幾美元。型號為DW1000的芯片，符合IEEE 802.15.4-2011 UWB標準協議（在理想條件下，最大可測量範圍為300m）。應用於政府大樓、高貨值倉庫、超級市場、大型製造車間、醫院、敬老院、幼兒園、酒店、大型餐館、娛樂場所、監獄、住宅小區、物流公司、博物館、科研機構、實驗室等人員和重要物資的定位監控。

5、法國BeSpoon

BeSpoon的UWB RTLS 系統，易於部署，具有“容量大、標籤待機時間長、覆蓋範圍廣、定位精度高”等突出優點，可用於追蹤工廠中成百上千的產品批次，或查詢倉庫中叉車、工具、棧板的實時位置。本系統適用於各類工業環境，即便在鈑金車間這類多障礙、強散射的不利環境中，系統表現依然良好。

6、荷蘭恩智浦

恩智浦將UWB應用在了汽車電子領域。日前一款基於大眾Arteon車型打造的概念車於德國漢堡亮相，通過搭載恩智浦於今年7月發佈的最新超寬帶技術，該車在防盜保護、安全性和便利性等方面都有了大幅提升。儘管在這款車型上，超寬帶技術的主要應用場景還限於驗證車輛的防失竊，但未來應用將有無限可能。

7、成都精位科技

成都精位科技在UWB系統定位精度上可達1-10cm，射頻最大射程400米，基站刷新率高達8000Hz、標籤刷新率100Hz、大範圍定位和三維實時定位。其高精度定位平臺可根據不同的平臺設置不同的屬性，提供API開發包，在相對統一的軟件平臺基礎上定製開發各種應用軟件，可以直觀形象的顯示定位目標，定位場景，管理定位數據，以滿足不同行業的需求。

8、北京清研訊科

清研訊科源於清華大學測試技術與儀器國家重點實驗室，是一家工業無線精確定位產品及定位系統提供商。它提供的LocalSense精確定位解決方案，在生產環節中實時定位人員、車輛、資產的精確位置，並在定位基礎上實現軌跡追蹤、區域報警、攝像聯動等增值服務功能。

9、中海達（鄭州聯睿電子）

中海達全資子公司聯睿電子專注於區域高精度實時定位產品研發和相關技術服務，行業應用領域廣泛涉及倉儲物流、司法監獄、智慧城市等。日前，公司成功中標“華為UWB手機無線防盜器項目”，將為各大華為體驗店提供可擺脫傳統手機防盜鏈的無線防盜器產品，預計年採購數量萬套以上。

10、廣州浩雲科技

深耕UWB技術多年的浩雲科技，UWB技術可以做到室內或者室外精準定位到釐米級別，目前公司已經掌握了將UWB嵌入手機使用的技術，形成了成熟的產品，並將相關技術及產品應用在了智慧司法、核電等多個領域，其室內靜態定位精度可達2釐米，高精度技術領先同行業1-2年。

11、南京唐恩科技

唐恩科技源自於南京大學軟件新技術國家重點實驗室的定位技術研發團隊，推出了基於衛星、UWB、慣導和視覺技術的多種定位產品，在智能工廠和生產控制領域提供了多個解決方案，如智能工廠可視化、生產運維安全管理、工業車輛智能導骯等，提升行業的管理精細化和自動化水平。2014年率先與Decawave合作，推出國內首家UWB自研高精度定位系統。

12、上海環旭電子

公司是我國“超寬帶無線通信關鍵技術及其共存與兼容技術”的前列企業，其與飛思卡爾半導體有限公司在2006年就已推出了超寬帶高清電視和家庭媒體中心等產品和系統。

13、上海仁微電子

高精度UWB定位系統已成功將UWB定位技術和行業需求相結合，推出了眾多行業應用方案併成功應用，例如智慧監獄的犯人實時監管、智慧工地中施工人員的安全定位、智慧化工的危險區域重點監控、智慧執法辦案中心定位手環防串供等功能。

14、南京沃旭通訊科技

公司成立於2012年，開始曾為中國移動佈置Wi-Fi熱點，後來轉向UWB技術。沃旭是國內首家基於IR-UWB產品研發及應用的高新技術企業，也是“Decawave”官方指定的主要合作伙伴。2016年沃旭完成Pre-A輪融資。產品已通過國家無委、FCC，以及即將通過德國萊茵TUV功能安全認證。

15、深圳金溢科技

公司主要產品包括基於UWB定位和視頻識別技術的全自動路內停車收費管理系統，並計劃於2020年上半年進一步推動V2X、UWB和RFID等技術在香港和新加坡的推廣和試點。

16、杭州新華三

公司打造的UWB解決方案首創WLAN和UWB融合，不僅能夠提供WLAN功能，還可以進行UWB高精度人員、資產定位，新華三UWB定位方案具備端到端整體能力，其UWB定位方案可實現20-50釐米的定位精度，並具備低功耗、對信道衰落不敏感、穿透性強，強大的抗干擾性等優勢，同時不會對同一環境下的其他設備產生干擾。