蘋果小米都在推的這項技術，究竟是個什么黑科技？

什么是UWB？

本月中旬的蘋果秋季新品發布會上，在HomePod mini的使用場景展示中，蘋果運用了一種全新的控制交互方案：使用iPhone對準HomePod mini，手機屏幕就自動彈出音樂控制頁面。

而稍早前，另一家智能設備制造廠商小米也公布了類似的技術方案，在官方提供的演示視頻中可以看到，隨著手機指向的不同，分別可以控制不同方位的智能家電設備。頗有一些武俠小說中“一指禪”指哪打哪的味道。

這里兩家用到的，就是名為“UWB”的技術。

UWB（Ultra Wide Band），即超寬帶通信，最主要的特征是相較于現存的窄帶通信系統（包括802.11系列、2/3/4G和5G中的sub 6G），其擁有較寬的帶寬。通常意義上，如果一個無線電系統擁有超過中心頻率20%的相對帶寬，或者擁有500MHz以上的絕對帶寬，我們稱之為UWB無線電系統。

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，將其限定在 - 41.3dBm 頻帶內。由于UWB具有強大的數據傳輸速率優勢，同時受發射功率的限制，在短距離范圍內提供高速無線數據傳輸將是UWB的重要應用領域，如當前WLAN和WPAN的各種應用。

更關鍵的是，UWB系統所采用的窄脈沖和高頻帶特性，使得其在定位精度上有天然的優勢。通常情況下，在一個定位系統里，距離分辨率與脈沖寬度成正相關：脈沖寬度越窄，距離分辨率越小，可以分辨的兩點就越近，精度就越高。

這種差距有多大呢？一般來說，如果WiFi的定位精度是m級，而UWB系統則能夠做到cm級。

事實上，在小米公布的名為“一指連”的UWB技術方案中，官方表示其定位精度為cm級，能夠達到±3度的角度測量精度。這就讓其能夠在室內空間實現精準的定位，成為真正的“室內GPS”：當手機指向智能設備，控制卡片就能自動彈出，能夠直接進行操控。

利用UWB技術，手機和智能設備不僅可以感知自己的位置，還可以感知周邊其他手機或設備的位置。前提是，設備與設備之間都要內置類似蘋果的U1芯片這樣的專門的UWB芯片。基于這樣的能力，智能手機和智能設備制造商們其實就能夠開發出更加智能、人性化的應用場景。

典型的例子還是蘋果在去年推出的搭載了UWB芯片的iPhone11系列，利用UWB的高精度定位優勢，iPhone11能夠實現AirDrop（即隔空投送）的輔助，能夠精準定位數據傳輸對象。手機可以選擇最近的人來傳輸數據。

如此一來，iPhone11傳輸數據的精準性和便捷性大大提高。尤其是在公共場合，之前如果你需要利用AirDrop傳照片或者文件給其他人，就需要先進行搜索，在列表中找到對應的人的ID，然后進行傳輸。但現在你只需要將手機對準、靠近你需要傳輸的對象，手機檢測到你們的相對距離之后，自動就會將其排到首位。幫你省去了查找、選擇ID的過程。

可開發的類似場景其實還有很多，比如自動開門鎖、自動過閘機刷卡、自動智能支付等等，現在很多智能手機具備的便捷功能，以后甚至連掏出手機這個動作都省去了。

最大的優勢：空間感知

從根本來看，UWB技術最大的優勢其實就是給設備帶來了“空間感知”能力。

這有點類似于當年的“智能手機”和“非智能手機”之間的差別。智能手機相較于傳統手機，除了更強的性能和更大的屏幕之外，還加入了陀螺儀、壓力計、重力傳感器、高精度攝像頭等等一系列復雜的傳感器，并基于這些傳感器獲取的數據，建立起了智能手機對于環境和態勢的感知能力。

當你使用智能手機玩賽車游戲的時候，傾斜手機，手機中的陀螺儀就能夠感知到傾斜角度，然后游戲中的車子就能實現轉向。使用手機的GPS，你也可以導航、打車、點外賣，這些能力其實就是智能手機真正“智能”的地方。

同樣的道理，UWB其實也在定位、控制技術上相較于當前的方案，顯得更“聰明”。尤其是在當前比較普及的智能家居領域，往往需要智能手機這樣的核心中樞設備作為整個IoT網絡的控制中樞。要做到中心設備和其他設備之間的連接和控制，目前普遍的方案無非三種：藍牙、NFC以及WiFi。

但以上三種技術并不具備空間感知能力。對于設備來說，它們只有信號強弱，而沒有位置和距離的概念（這種說法并不準確，嚴格意義上應該是沒有精確距離的概念）。

拿當前國內的米家生態舉例。如果我們要使用手機控制家里的某款智能設備，通常的辦法有兩種：語音喚醒小愛同學，或者是打開米家APP找到這款設備，然后進行操作。

而在UWB技術方案的輔助下，這樣的操作就變得更為便捷。就如同小米之前演示的那樣，如果你需要操控電視，你就對準電視;想要操控風扇，就對準風扇。手機會根據你指向的設備不同，而自動彈出相應的控制面板，直接就能夠進行功能操控。

可別小看了這種便利性的提升。事實上，近些年基于AI語音技術以及AioT能力的智能音箱等設備之所以能夠在智能設備中硬生生開辟一片市場空間，語音交互的便利性優勢功不可沒。而語音交互的準確性和便利性，與UWB相比又有一定的劣勢。

未來廣泛的應用前景

短期來看，UWB技術應該會在智能手機行業鋪開。今年蘋果發布的新品，如iPhone12系列、HomePod mini、Apple Watch 6等都加入了UWB技術的支持。三星全新的Note20系列也加入了UWB技術（不過貌似三星還暫時沒有做針對性的功能和場景應用開發？）。兩家巨頭的示范效應，對于技術的普及有著不小的推動作用。

至于國內的巨頭們，目前雖然還沒有相關的產品發布，但正如前面所說，小米其實已經公布了自家的UWB技術，距離真正面向消費市場的產品出現可能并不會遙遠。小米熱衷于這項技術的原因很簡單，因為其擁有行業TOP級的米家智能生態，其對于UWB技術所帶來的場景體驗的改善有著比較迫切的需求。

而和小米情況類似的，還有另一家巨頭華為，其同樣擁有龐大且完善的IoT智能生態。就近兩年華為對于所謂的“1+8+N”全場景智慧生態的重視程度來看，其也有理由去推動UWB技術普及和場景探索。甚至可以猜測，后續的Mate40系列有可能就會搭載UWB技術。

除了智能手機行業之外，汽車領域UWB技術也有廣泛的應用前景。蘋果在iOS14中推出CarKey功能，用iPhone或Apple Watch 就可以實現解鎖車輛、啟動引擎，還能把它分享給最多5個用戶，共享你的用車權限。而作為主用戶，你可以通過iPhone來控制其他用戶的使用權限，比如限制其最高車速、發動機功率、音響系統音量等等。目前這套方案的合作車商是BMW，其中就使用了超寬帶UWB技術。

而在自動駕駛領域，利用超寬帶UWB技術高精度的室內定位特性，也能夠為當前的自動駕駛技術提供更加精準的輔助。比如借助UWB技術，能夠在光線、GPS信號較弱的車庫、隧道等場景，實現更加精準的輔助駕駛、自動泊車等功能。

基于UWB技術在未來的全面普及，我們大致可以暢想一下未來的真正的IoT智慧生活：下班之后，人到車庫車門自動打開，回家的路上汽車全程自動駕駛。到家之后，智能門鎖感應到位置自動打開。回家之后，家里的空調、電視、窗簾、熱水器等智能設備自動打開，整個過程你都無須干預和操作任何設備。這才是更加便利、智能的智慧生活。

因為你家的設備已經“知道”：主人已經回來了。