Qorvo解读UWB产品及应用趋势

2023-07-02 17:52:25 来源 : 电子工程世界

日前，在EEWORLD组织的《UWB其实没那么神秘——最新技术、方案、市场、应用解析》研讨会上，Qorvo的孔德正做了题为《感知空间，无感互联——Qorvo UWB技术智慧空间创新体验》的发言。演讲中，Qorvo介绍了全球UWB最新市场信息，UWB最前沿的技术应用介绍，包括车规UWB无钥匙进入，UWB雷达应用，UWB无感门禁系统以及UWB音频速传技术。

什么是UWB

其实跟此前所接触到的WiFi和蓝牙一样，UWB是一种无线的通讯协议。其与WiFi和蓝牙最大的区别在于它有更高精度的定位并且支持测距功能。另外UWB是通过很窄的脉冲波进行通信，因此可以更好地解决射频多路径以及互相干扰等问题，这种快速可靠的通信可以在一些特殊应用中，比如机器人或其他高速运动物体等场景。

(相关资料图)

在安全性方面，UWB和NFC是同一安全级别，在安全支付及解锁中可以放心使用。

为什么UWB定位更准确？

传统WiFi或蓝牙定位，是根据信号强度的变化，来感知发射与接收基站之间的相对位置，精度通常在5-10米。

而UWB则是通过飞行时间进行计算距离，这种计算方式只有超宽带才可以，蓝牙之类的窄带信号由于无法清晰分辨信号在空间中的多路径，因此无法使用ToF计算距离。UWB由于发送的是纳秒级信号，可以清晰分辨传输路径，目前精度可以实现10cm。另外，通过多点相对位置即可测量角度信息，从而得到准确的定位信息。

UWB可实现多种网络拓扑结构，包括点对点、Mesh、对等网络或者固定基站的方式。

UWB生态正在壮大

通信协议的互联互通标准最为重要，这可确保所有产品的兼容性。尤其是当UWB技术从工业走向消费时，标准就显得更为重要。

首先，FiRa联盟是消费类领域的重要联盟。除此之外，Car Connectivity Consortium联盟是致力于汽车电子钥匙的联盟，另外则是工业应用中的UWB Alliance。

值得一提的是，目前Matter联盟正准备将UWB纳入Matter协议中。

UWB的应用与未来

根据UWB的特点，其应用也可划分为多个场景中。

首先，在消费领域，可以在智能家居、AR、可穿戴、智能商业、工厂、农业等场景中实现包括定位、寻找、遥控、导航、定位、解锁、手势识别等等一系列功能。尤其是其导航定位应用，已经在多家医院中成功商用，针对急救等应用，可以迅速提供设备所在位置。另外，值得注意的是随着苹果将UWB技术集成至iPhone中，也促成了AirTag的应用。

特别的，在工业场景中，可以充分体现UWB的准确定位特点，包括隧道、煤矿等场合，可以通过位置信息提升安全性和生产效率。实际上，UWB技术已经在工业中可靠稳定的应用十余年。

另外，则是针对健康医疗方面，UWB可以实现雷达功能，检测人体的呼吸频率，并据此判断健康及睡眠状况。

第三，则是在汽车中的广泛应用，包括汽车电子钥匙、准确人员定位、车内人员检测雷达、后备箱自动开启等等场景中。

除了定位之外，UWB的低延时和超带宽还可以用于数据传输。在2023 CES上，Qorvo展示了一款基于UWB传输音频的无线耳机，实现了传输192kHz、24bit音质时延小于5ms，相比于WiFi或蓝牙，可以实现更高品质、更低延迟的音频传输。

Qorvo的UWB解决方案

作为最早推出UWB芯片的公司，Qorvo的DW1000系列产品已经广泛应用于工业尤其是煤矿等场景中，并占据了绝大多数市场份额。

目前最新的DW3000系列是Qorvo应对消费及手机市场所开发的产品，支持双天线，因此在角度测量方面更友好，同时功耗也更低。

另外Qorvo也推出了QM系列SoC，集成了MCU、flash等，可以单芯片解决射频收发和应用处理。

基于SoC，Qorvo进一步推出了集成射频前端的SIP产品，实现了单芯片的UWB方案QM35720,CPU也升级至双核Cortex-M33。

未来，Qorvo还有针对UWB的完整路线图，包括集成蓝牙、UWB的combo芯片，另外也将通过更高精度实现定位服务等功能。

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