UWB（Ultra Wideband，超寬帶）是一種通過極短脈沖信號(hào)（納秒級(jí)）進(jìn)行無(wú)線通信的技術(shù)。UWB超寬帶技術(shù)核心特征是利用超寬頻帶（500MHz以上）傳輸信息，與傳統(tǒng)無(wú)線技術(shù)（如藍(lán)牙技術(shù)、WiFi技術(shù)）的窄帶通信形成鮮明對(duì)比。FCC（美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)）為UWB分配了 3.1~10.6GHz 的頻段，覆蓋7.5GHz頻譜資源，但嚴(yán)格限制其發(fā)射功率（低于-41.3dBm/MHz），以避免干擾其他設(shè)備。
極窄脈沖信號(hào)：
UWB使用持續(xù)時(shí)間極短的脈沖（1納秒至幾微秒），脈沖寬度遠(yuǎn)小于數(shù)據(jù)符號(hào)周期。這種設(shè)計(jì)使其能夠以極低功率實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸，同時(shí)減少多徑干擾（信號(hào)在環(huán)境中反射導(dǎo)致的干擾）。
寬頻帶與低功率密度：
UWB信號(hào)的頻譜能量密度極低（類似背景噪聲），因此可與其他無(wú)線技術(shù)（如Wi-Fi技術(shù)、5G技術(shù)）共存而不產(chǎn)生顯著干擾。
基于時(shí)間的定位機(jī)制：
UWB通過測(cè)量信號(hào)傳播的飛行時(shí)間（ToF, Time of Flight）或到達(dá)時(shí)間差（TDoA, Time Difference of Arrival），結(jié)合多天線陣列的到達(dá)角（AoA, Angle of Arrival）檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)高精度定位（誤差<750px）。
1、厘米級(jí)定位精度：
通過精確測(cè)量信號(hào)傳播時(shí)間（ToF），UWB可區(qū)分目標(biāo)物體的微小位置變化。例如，在汽車數(shù)字鑰匙場(chǎng)景中，UWB技術(shù)能判斷用戶是站在車門外（解鎖）還是靠近后備箱（自動(dòng)開啟）。
2、抗干擾能力強(qiáng)：
寬頻帶特性使其對(duì)窄帶干擾（如微波爐、無(wú)線攝像頭）不敏感，且多徑效應(yīng)（信號(hào)反射）對(duì)定位精度影響較小。
3、低功耗與高能效：
脈沖信號(hào)僅在極短時(shí)間內(nèi)發(fā)射能量，平均功耗僅為藍(lán)牙技術(shù)的1/10，適合電池供電設(shè)備（如智能標(biāo)簽、可穿戴設(shè)備）。
4、高安全性：
信號(hào)功率低且隨機(jī)分布，難以被外部設(shè)備截獲或復(fù)制。UWB還可結(jié)合AES-128加密算法，防止中繼攻擊（例如盜車信號(hào)中繼器）。
數(shù)字車鑰匙：比亞迪、蔚來(lái)等車型通過UWB實(shí)現(xiàn)無(wú)感解鎖，僅當(dāng)手機(jī)在車外1米范圍內(nèi)且角度匹配時(shí)觸發(fā)開鎖（如問界M9）。
自動(dòng)泊車輔助：UWB雷達(dá)構(gòu)建車輛周圍360°厘米級(jí)地圖，實(shí)時(shí)定位障礙物（如小鵬X9）。
車內(nèi)活體檢測(cè)：監(jiān)測(cè)后排兒童或?qū)櫸锏拇嬖?，防止誤鎖（如特斯拉Model Y升級(jí)版）。
智能家居控制：三星Galaxy S24 Ultra通過指向電視即可遙控，UWB識(shí)別設(shè)備方向與距離。
物品追蹤：蘋果AirTag利用UWB實(shí)現(xiàn)“查找”功能，精度達(dá)10厘米（遠(yuǎn)超藍(lán)牙的“大致范圍”）。
跨設(shè)備交互：華為Mate 70 RS手機(jī)靠近打印機(jī)時(shí)自動(dòng)彈出打印選項(xiàng)，無(wú)需手動(dòng)連接。
工廠AGV導(dǎo)航：UWB標(biāo)簽實(shí)時(shí)定位搬運(yùn)機(jī)器人，精度±250px，替代傳統(tǒng)二維碼導(dǎo)航。
手術(shù)器械管理：追蹤手術(shù)器械位置，避免遺留患者體內(nèi)（如西門子醫(yī)療系統(tǒng)）。
倉(cāng)儲(chǔ)物流：亞馬遜倉(cāng)庫(kù)使用UWB標(biāo)簽監(jiān)控貨物位置，提升分揀效率。
1、成本與生態(tài)壁壘：
UWB芯片模組價(jià)格約3-5美元（億佰特藍(lán)牙模組低至3.5元（活動(dòng)價(jià)）），制約千元以下手機(jī)普及。此外，蘋果、三星等廠商的生態(tài)閉環(huán)可能擠壓第三方應(yīng)用空間。
2、標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程緩慢：
雖然IEEE 802.15.4z定義了物理層協(xié)議，但應(yīng)用層標(biāo)準(zhǔn)尚未統(tǒng)一。FiRa聯(lián)盟（消費(fèi)領(lǐng)域）與CCC（汽車互聯(lián)聯(lián)盟）需進(jìn)一步協(xié)同。
3、復(fù)雜環(huán)境干擾：
金屬或高濕度環(huán)境可能影響信號(hào)傳播，需結(jié)合慣性傳感器（IMU）或視覺算法進(jìn)行補(bǔ)償。
成本下降：預(yù)計(jì)2025年UWB芯片價(jià)格將降至2美元以下，推動(dòng)中低端手機(jī)與IoT設(shè)備普及。
5G/6G協(xié)同應(yīng)用：UWB的高精度定位與5G的大帶寬結(jié)合，賦能智慧城市、AR/VR場(chǎng)景。
無(wú)感交互趨勢(shì)：UWB將成為“空間計(jì)算”核心，實(shí)現(xiàn)設(shè)備對(duì)用戶位置、姿態(tài)的實(shí)時(shí)感知（如蘋果Vision Pro的虛擬物體錨定）。
UWB不僅是無(wú)線通信技術(shù)的升級(jí)，更是物理世界與數(shù)字空間融合的關(guān)鍵橋梁。其厘米級(jí)定位能力將推動(dòng)汽車、消費(fèi)電子、工業(yè)等領(lǐng)域從“功能互聯(lián)”邁向“空間智能”，最終實(shí)現(xiàn)“人-機(jī)-環(huán)境”的無(wú)縫協(xié)同。盡管面臨成本與標(biāo)準(zhǔn)化的挑戰(zhàn)，UWB無(wú)疑將成為下一代智能設(shè)備的基礎(chǔ)設(shè)施，與藍(lán)牙、Wi-Fi共同構(gòu)建多維度無(wú)線生態(tài)。
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