小米 UWB 技术前世今生,对比WIFI有何优势?

2021-08-10 0 1,001 百度已收录

小米MIX4即将发布,根据现在曝光的消息来看,会搭载UWB技术,小米官方称之为“一指连”,那么这项看起来很黑科技的技术究竟是怎样的一个概念,跟现有通信技术有什么区别?下面小编就从技术本身以及历史发展还有小米的技术展示三个方面分析一下这项技术。

从技术角度分析

“一指连”技术它有一个核心的模块就是UWB模块,UWB模式是一种基于UWB技术开发的模块,那什么是UWB技术呢?

超宽带(Ultra Wide Band,UWB)技术是一种无线载波通信技术,它不采用正弦载波,而是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据,UWB技术具有数据传输速率高(达1Gbit/s)、抗多径干扰能力强、功耗低、成本低、穿透能力强、截获率低、与现有其他无线通信系统共享频谱等特点。

小米 UWB 技术前世今生,对比WIFI有何优势?

本质上来说UWB技术还是一种通信技术,像我们熟悉的WIFI,蓝牙技术也是一种通信技术。

小米的”一指连”技术就使用了UWB技术的通信和测距功能,首先手机上需要带有UWB模块,智能设备上也要带有UWB模块,有了这个模块手机和智能设备之间就具有了通信能力,手机就可以给智能设备发送控制指令控制设备,这个通信能力用蓝牙或者WIFI也可以实现并没有太多突出特点,但是精准的测距能力就是UWB模块的亮点了。手机上的UWB模块发射通信脉冲,智能设备上的设备接收脉冲,通过脉冲的飞行时间*速度就可以算出智能设备和手机之间的距离了,这个距离精度最高可以做到几个厘米,美国的P440模块(一种基于UWB开发的模块)其测距精度就可以做到3厘米左右。

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有这个距离我们就可以知道手机和智能设备之间的距离了,但是只有一个距离我们是无法知道智能设备在什么方向的,只能知道智能设备在以手机为圆心,距离为半径的圆圈上,这样如果我们周围有多个智能设备就无法知道要求控制哪个设备了。

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解决这个问题的办法就是需要多个天线,通过多个天线或者说多个模块,让手机和多个UWB模块测距就可以获得手机和这多个模块的距离从而反算出手机和模块的角度,也就是手机和智能设备的角度,这样我们就可以知道手机想要控制哪个智能设备了。

以上的介绍大概就说明了小米手机“一指连”的原理,如果有描述不准确地方希望各位指正我们留言探讨。

UWB技术的发展历史

UWB技术始于20世纪60年代兴起的脉冲通信技术。UWB技术利用频谱极宽的超宽基带脉冲进行通信,故又称为基带通信技术、无线载波通信技术,主要用于军用雷达、定位和低截获率/低侦测率的通信系统中。

2002年2月,美国联邦通信委员会发布了民用UWB设备使用频谱和功率的初步规定。该规定中,将相对带宽大于0.2或在传输的任何时刻带宽大于500MHz的通信系统称为UWB系统,同时批准了UWB技术可用于民用商品。

随后,日本于2006年8月开放了超宽带频段。由于UWB技术具有数据传输速率高(达1Gbit/s)、抗多径干扰能力强、功耗低、成本低、穿透能力强、截获率低、与现有其他无线通信系统共享频谱等特点,UWB技术成为无线个人局域网通信技术(WPAN)的首选技术。

目前已有超过20多家厂商开发推出了UWB技术芯片、应用开发平台和相关设备。其中走在前列的主要是美国的制造商,另外,也包括一些以色列、日本、英国、欧洲和中国台湾的企业。

与国外先进国家相比,我国的UWB研发起步相对较晚。从1999年开始,我国研究者开始关注UWB技术的发展。2001年,国家“863”计划启动了高速UWB实验演示系统的研发项目,经过遴选,由东南大学、清华大学、中国科技大学分别进行研发,各自提出方案,分别于2005年12月和2006年4月完成并通过验收。在2011年的中国国际信息通信展览会上,深圳国人通信有限公司推出了超宽带数字光纤分布系统(UW-DDS ),这是可实现多制式多业务共同接入、协同发展以及共建共享的最新解决方案,已在国家大剧院等处应用并获得巨大成功。

随着室内定位商业模式的初步浮现以及主流芯片厂家、位置服务提供商、集成商等在产业链各个环节上的大力推动,目前UWB技术在国内甚至全球市场都已经有着大量的行业应用案例EHIGH恒高作为UWB定位专家,从2014年成立以来始终致力于为用户提供集定位软件、硬件以及精确定位解决方案为一体的定制化服务。其自主研发的250px高精度定位软/硬件产品,已成功应用于智能制造、化工、电力能源、公检司法、煤矿等多个行业,为客户提供了全面、成熟的高精度位置服务。

UWB技术解决了困扰传统无线通信技术多年的有关传播方面的重大难题,具有对信道衰落不敏感、发射信号功率谱密度低、截获率低、系统复杂度低、能提供数厘米的定位精度等优点。

小米UWB技术展示效果

支持小米 UWB 技术「一指连」的手机可以实现对智能设备的厘米级定位,犹如人眼一般感知空间位置,指向任意智能设备都可直接控制,角度测量精度可达 ±3°,如同高精版「室内 GPS」。这里的关键词:精准。

小米 UWB 技术前世今生,对比WIFI有何优势?

小米 UWB 技术前世今生,对比WIFI有何优势?

除此之外,「一指连」小米 UWB 技术还有极佳的安全性能,这得益于 UWB 的超宽带和窄脉冲特性,空间中极难被拦截,同时又有小米距离算法加持,形成了双重保险。未来,「一指连」小米 UWB 技术将与蓝牙、Wi-Fi 形成优势互补,以满足用户在不同场景下的无线连接需求。这就实现了手机在不同空间传输距离的覆盖,可以说让应用场景更精细化。

小米 UWB 技术前世今生,对比WIFI有何优势?

小米魔改版小米 10 系列手机(增加UWB模块功能)和一系列智能家居设备的测试反馈结果显示,可以实现以下功能:

一指操控:拿起手机,对准智能设备,自动弹出操控界面。打开电视、台灯调色、选歌及查看歌词,一指即可到位。

一指投送:在手机的任何界面下,对准智能设备进行手势操作,即可自动将当前屏幕投送至小米电视、触屏音箱、小米笔记本等智能设备。

小米还称,这也仅是「一指连」小米 UWB 技术的冰山一角。不久之后甚至连「指」都可以省略,做到无感联动。越来越多的应用场景会逐步跟进,依托小米智能物联生态,这个应用也会研究出更多玩法,作为一项不是新技术的新技术(应用在手机上算是新的),未来肯定会有更多厂商采纳,利好的是我们消费者。

同时,也希望有更多这样的技术能落地到我们的智能设备之上,这样不但可以让我们生活更便捷,也能够感受科技带来的魅力,不过新的技术都需要时间的印证,最好的例子就是NFC,处于一种很尴尬的境地,有种食之无味弃之可惜的感觉。

今天UWB技术分享就到这里。

还有哪些技术你希望能够出现在手机上,希望大家踊跃留言评论,如果可以我会出一期,《未来手机功能狂想曲》。

【技术分析部分来自:华星智控,简称】

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