苹果昨日凌晨在其总部乔布斯剧院举行了年度最重磅的秋季发布会，发布了五款硬件新品以及两款游戏/电视剧新服务。EDN电子技术设计对此进行了详细得报道：《苹果iPhone11系列发布，A13芯片现场叫板华为、高通》
EDN小编发现，热议话题除了#苹果首次对比华为# #iPhone浴霸三摄被玩坏了#之外，还有一个就是发布会只介绍了名字的Apple U1芯片。
很多网友认为U1 芯片将成为苹果的秘密武器，那么这个被苹果一带而过的新东西到底是什么？
UWB技术由来已久，在2002年美国管理频谱的FCC就发布了关于UWB的频段和功率规范，最初UWB的应用是短距离数据传输，因为UWB可以和WiFi和蜂窝移动频段有交叠而不会产生干扰。
传统的无线通信往往使用较窄的频段，同时在频段内可以有较高的功率密度。与之相对，UWB使用非常宽的频谱，但是在每个频点上的功率密度都很低。这样一来，UWB分散在很宽的频段内，因此对于其他使用该频段的通信协议造成的干扰非常小。
由傅立叶变换的性质我们知道频域信号延展越宽则时域信号越窄，因此超宽带信号在时域的波形是非常短的一个脉冲。UWB的应用场景通常是短距离通信，UWB发射机主要是挤一个脉冲，而接收机则是做correlation操作，相对而言电路设计的功率较小，因此往往使用在低功耗应用中。
早在2006年，东芝就发布过一款笔记本，支持UWB技术；次年，联想也发布了ThinkPad X200T，部分机型支持UWB，联想声称，UWB技术能以480Mbit/s的速度无线传输文件，远高于当时蓝牙2.0的3Mbit/s。这个速度即使是拿到现在来，看起来也不算慢，即使是目前5GHz的Wi-Fi，单天线也就能达到433Mbit/s的速度。
然而，在21世纪初，UWB数据传输却输给了蓝牙，为何？
Ultra Wide Band，超宽带。顾名思义，这项技术所需要的频宽特别大，有多大呢？
2G时代，GSM每个频点的带宽是200kHz；3G时代，联通的WCDMA频率范围为上行1940M-1955M ，下行2130M-2145M，带宽是25MHz；4G时代，联通的频宽为40+10MHz，其中TD-LTE为40MHz，FDD-LTE为10MHz。移动、联通、电信加起来频宽也就是350MHz。到了5G年代，移动、电信、联通三家加起来的频宽也就是460MHz。
三大运营商分配到的商用移动网络运营频段范围（图片来源：运营商头条）
三大运营商分配到的5G移动网络运营频段范围
而FCC对UWB的定义是，任何相对带宽不小于20%或者绝对带宽不小于500MHz并满足功率谱限制的信号，FCC为UWB分配了3.1 GHz~10.6GHz共7.5GHz频带。500MHz！比移动联通电信三家234G加起来还多，即使是对于5G这种需要大带宽的应用，还是比他们三家加起来还多。当然，为了避免信号干扰，FCC还对其辐射功率做出了比FCC Part15.209更为严格的限制，将其限定-41.3dBm频带内。大的频宽对于天线和频谱分配都造成了不小的困扰。在数据传输方面，普及起来自然不容易。因此，数据传输这个UWB的技能被放弃了，2009年英特尔就解散了UWB业务部门UNO。
UWB超宽频使用的频段范围和其他网络信号对比
随着物联网的诞生，UWB又找到了另一个应用，即（室内）定位。
这项技术它不是利用载波信号来传输数据，而是通过收发信机之间的纳秒级极短脉冲来完成数据的传输。通过窄脉冲信号，UWB技术就可以实现类似于实现高精度定位，其实现的原理ToF+GPS。简单点说，手机发射信号，用于监测的小型基站接收信号，通过信号到达不同监测点的单元时间差，对于无线信号发射源进行定位。只要在室内有三个基站，就可以通过到达时间差方式进行定位。
UWB超宽频的室内定位原理
因为UWB技术的发射功率相对较低，因此其定位距离相对较短，如果用于室外，其低功耗特性与室外的距离可能产生很大矛盾。室内距离相对较短，一间屋子放上四五个也就差不多能覆盖了。
UWB技术是目前室内定位技术中精度相对较高的方式，但为何目前的室内定位仍以Wi-Fi定位和蓝牙定位为主？
主要是因为贵！
对比定位技术特性
Wi-Fi定位和蓝牙定位成本相对较低，Wi-Fi定位可以利用现有的室内Wi-Fi无线网络加以计算定位，用于引导；蓝牙定位也类似。
但UWB技术需要额外部署相应基站，加上UWB技术相关配套的芯片、组件都较少，难以实现规模化，同时，开发难度也较高，其成本可能是Wi-Fi定位成本的10倍以上。
因此，目前UWB技术在室内定位上，主要应用于以下几个方面：
上文详细分析了UWB技术的优劣势及应用场景，苹果会如何发挥这颗U1芯片的功能呢？EDNC小编在苹果官网的产品详情图中找到了关于U1芯片的解释。
苹果指出，U1芯片利用超宽频（UWB）技术实现了空间感知，让iPhone11pro能够精准定位同样配备U1芯片的苹果设备。这就像为iPhone增添了另一种感知能力，将会带来许多精彩的新功能。
苹果表示，有了U1芯片和ios13，在使用隔空投递时，只需将你的iPhone指向其他们的iPhone，系统就回为对方优先排序，让你更快速地共享文件。
但同时，苹果表示这仅仅只是开始，让人期待的还多着呢。对此很多网友展开了U1芯片的应用设想。
有网友表示：该技术将来可能会增强“寻找我的”应用，当然还有导航和地图增强功能也是很大的应用方向。包括此前爆料过的苹果设备跟踪器，这也是一个用途，可惜这个小工具同样没能出现在发布会上。
此外，网友猜测还十分有可能会用在智能家居上。例如当用户从A房间准备往B房间走，通过U1的精准定位可以让下个房间的灯具或特定电子产品预先开启。
矽说认为：如果我们把眼光放略远一些，目前在消费者应用中唯一会用到定位的就是VR。在较高端的VR设备中，往往都需要用户事先在室内放置定位标签来追踪用户的动作。事实上，AR预计也有类似的需求。AR在应用中需要根据用户的定位来做交互（类似PokemonGo，根据用户的实时定位来决定会出现什么样的pokemon以及收集精灵球等等），而目前定位方案最需要解决的是室内场景（室外可以用GPS），而室内定位除了SLAM之外确实还会需要一些其他维度的信号。苹果之前在AR领域投入很大，之前一直有传闻在开发AR眼镜（有传闻说苹果AR眼镜项目被解散但是该传闻可信度并不大），这次苹果可以在其Apple Home设备中加入U1，并使用iPhone11来定位用户位置并在AR眼镜上显示出来（例如在餐桌的时候推送外卖信息等）。这也是苹果在发布时候所说的“amazing new capabilities”。
知乎用户@墨墨基基表示：之前和国内外几位业内人士深入了解过，类似华为手机等国内几个头部企业也都在密集测试和集成UWB方案，不过目的不完全是所谓什么UWB欢欣鼓舞的"定位"市场，毕竟基站铺设成本也不是一个小数目。真正想赶上商用领域无处不在的WIFI铺设应该近几年是看不到的，不可能只是为了定位而定位。苹果，华为目的应该都是差不多，充分利用了UWB的带宽优势，克服蓝牙速率较低的缺点，可以为VR视频传输类的生态铺路。 和车厂端结合，干掉老一代的车钥，未来有机会应用到手机解锁车辆等等应用。
此外，知乎网友@孙国星表示：这个技术很早就出来了，民用这块做的比较好的是爱尔兰的decawave，很多国内做企业集成的都使用他家的芯片。该技术的优点是加密性好，传输速度快和功耗低。缺点是抗干扰性差，带点钢筋的墙体就穿不过去金属就是它的死穴。所以猜测现在使用该技术，可能是未来为了干掉数据线接口做准备吧。
上面我们提到，UWB技术在室内定位中，相较于蓝牙和Wi-Fi方案最大的弱点是贵，目前苹果还没对开发者开放U1芯片的开发权限，可能目前苹果还在预估这款芯片的商业价值和潜力。
不过值得一提的是，UWB这个圈子的玩家并不只有苹果一家，比如：近日，中海达集团旗下子公司联睿电子与华为正式签约“华为UWB手机无线防盗器项目”，此举将为华为体验店带来颠覆性的全新购机体验：顾客能够在店内自由走动体验手机、平板等电子产品，摆脱有线防盗的限制，深度享受沉浸式购物体验。
最后EDN小编要大声地告诉大家，下周小编的同事将独家采访U1芯片芯片初创企业Decawave，想了解更多“内幕”消息的朋友请关注我们哦！
参考资料：
浅析超宽频技术和应用 刘延
苹果U1，还是剑指AR 矽说
（责编：Demi Xia）
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