在大型商場(chǎng)，顧客用手機(jī)就可以輕松知道自己想去的商店的精確坐標(biāo)；當(dāng)旅客遇到登機(jī)口變化時(shí)，可以通過(guò)電子登機(jī)牌的精準(zhǔn)引導(dǎo)，自主找到自己應(yīng)該前往的登機(jī)口……這是不遠(yuǎn)的將來(lái)人們將使用UWB（超寬帶）的場(chǎng)景室內(nèi)定位技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用

近日，成都經(jīng)緯科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱經(jīng)緯科技）發(fā)布了國(guó)內(nèi)首款自主可控UWB定位芯片及模塊，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)高精度定位芯片領(lǐng)域的空白。 UWB定位芯片的發(fā)布給普羅大眾帶來(lái)了革命性的體驗(yàn)。經(jīng)緯科技首席科學(xué)家、前沿技術(shù)研究院院長(zhǎng)潘進(jìn)告訴科技日?qǐng)?bào)記者。

使用極窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)，避免信號(hào)分散

與室外環(huán)境相比，在室內(nèi)環(huán)境中感測(cè)位置信息并保持非常高的精度極具挑戰(zhàn)性，因?yàn)槭覂?nèi)各種物體的反射會(huì)導(dǎo)致信號(hào)分散。 UWB作為室內(nèi)定位領(lǐng)域的新興技術(shù)，不需要使用傳統(tǒng)通信系統(tǒng)中的載波。相反，它通過(guò)發(fā)送和接收納秒或亞納秒級(jí)別的極窄脈沖來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，從而具有GHz級(jí)別的帶寬。潘金說(shuō)道。

與傳統(tǒng)窄帶系統(tǒng)相比，超寬帶系統(tǒng)具有穿透力強(qiáng)、功耗低、抗多徑性好、安全性高等特點(diǎn)，可以很好地應(yīng)用于室內(nèi)精準(zhǔn)定位。

2017年，基于UWB技術(shù)的主動(dòng)高精度定位系統(tǒng)問(wèn)世，在復(fù)雜的室內(nèi)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)了厘米級(jí)的定位精度。但在向C端用戶推廣的過(guò)程中，一直面臨著設(shè)備小型化的瓶頸，因?yàn)镃端用戶使用的系統(tǒng)只能局限于手機(jī)等移動(dòng)終端。

經(jīng)緯科技創(chuàng)始人兼CTO顏偉表示，以前的分立電路產(chǎn)品尺寸和功耗都比較大，很難集成到手機(jī)中。因此，UWB定位技術(shù)系統(tǒng)尚未融入人們的日常生活。

突破室內(nèi)定位系統(tǒng)小型化瓶頸

如今，從單獨(dú)構(gòu)建電路過(guò)渡到芯片后，體積縮小了數(shù)十倍，為定位應(yīng)用的發(fā)展提供了充分的空間想象。記者在現(xiàn)場(chǎng)看到，芯片的尺寸非常小，只有5毫米左右。該芯片是一款基于UWB技術(shù)的室內(nèi)定位射頻前端芯片。潘進(jìn)表示，為了滿足室內(nèi)定位芯片小型化、高穩(wěn)定性和電路功能的需求，該芯片采用0.18微米射頻CMOS（互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體）工藝，并集成SPI（串行外設(shè)）接口來(lái)完成3G——4GHz寬帶脈沖調(diào)制信號(hào)的放大、濾波、包絡(luò)檢波、脈沖基帶信號(hào)放大驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)電路的高集成度以及芯片工作模式配置和性能指標(biāo)的優(yōu)化。

芯片的小型化讓我們能夠開(kāi)發(fā)出一系列更小的智能終端，包括手機(jī)、智能手表等，為普通用戶構(gòu)建精準(zhǔn)的定位環(huán)境。嚴(yán)偉表示，現(xiàn)在芯片可以直接植入手機(jī)中。服務(wù)器發(fā)送命令后，定位系統(tǒng)中所有信號(hào)發(fā)生器（基站）同時(shí)發(fā)射UWB定位信號(hào)，手機(jī)終端接收信號(hào)。在4G、5G等通信環(huán)境中，利用手機(jī)強(qiáng)大的硬件資源和計(jì)算能力來(lái)解決問(wèn)題，獲得準(zhǔn)確的坐標(biāo)。顏偉認(rèn)為，UWB定位芯片將把原本只在室外使用的移動(dòng)終端引入室內(nèi)，讓高精度定位實(shí)現(xiàn)廣域、全域覆蓋。

UWB定位芯片精度更高、功耗更低

顏偉表示，該芯片更換了分離器件的電路后，電路的噪聲和處理偏差得到了控制，極大地提高了系統(tǒng)的核心指標(biāo)，綜合體現(xiàn)在精度和刷新率上。如今，定位精度從原來(lái)的10cm提高到5cm，刷新率從原來(lái)的8000Hz翻倍到12000Hz以上。

基于芯片的UWB定位技術(shù)還使得系統(tǒng)在低功耗工作模式下功耗僅為微瓦級(jí)，大大減少了之前搭建單獨(dú)電路帶來(lái)的額外功耗，延長(zhǎng)了終端應(yīng)用的壽命。待機(jī)時(shí)間和工作時(shí)間讓UWB室內(nèi)定位技術(shù)能夠更好地服務(wù)移動(dòng)終端和C端用戶。顏偉總結(jié)道。