主题 : 苹果新iPhone的黑科技:UWB技术揭秘
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苹果新iPhone的黑科技:UWB技术揭秘

新iPhone的特点和参数,相信大家通过各大媒体的介绍已经有所了解。不过有一个细节,不知道大家有没有注意到——本次发布的全系列新款iPhone,全部搭载了支持超宽带(UWB)技术的U1芯片。

根据官方的宣传,这项新技术将显著提升苹果手机的空间感知(Spatial Awareness)能力。

那么问题来了,空间感知能力是什么意思?U1芯片到底能做什么?UWB超宽带技术又是什么黑科技?所有这些,会不会引领新一轮的智能设备应用创新?
通过本文,笔者将一一为你揭晓这些问题的答案。
什么是空间感知能力
所谓的空间感知能力,就是感知方位的能力。更直接一点,就是定位能力。
根据苹果公司的介绍,搭载U1芯片的新iPhone,进一步提升了手机的定位功能,不仅可以感知自己手机的位置,还可以感知周边其他手机的位置。
在使用隔空投送(AirDrop,苹果设备提供的一种无线分享文件的功能)时,基于U1芯片提供的空间感知能力,只需将你的iPhone指向其他人的iPhone,系统就会优先排序(离得越近,优先级越高),让你更快速地共享文件。

说白了,利用U1的定位能力,iPhone11可以实现“离我越近越先得到响应”的应用效果。
说到定位,相信大家都很熟悉。我们经常会使用例如高德地图或百度地图这样的APP,里面就有定位和导航的服务。
定位服务帮助我们掌握位置信息,指示方向,增加自身的安全感和掌控感,给我们的工作生活带来了很大的便利。
那么,UWB技术和我们现在常用的定位技术,又有什么不同呢?
我们现在常用的定位技术,主要包括卫星定位和基站定位。
卫星定位,是利用人造地球卫星进行点位测量的技术,也是目前使用最为广泛、最受用户欢迎的定位技术。它的特点非常突出,就是精度高、速度快、使用成本低。

大家所熟知的美国的全球定位系统(GPS)、中国的北斗(BDS)、欧洲的伽利略(Galileo)、俄罗斯的格洛纳斯(GLONASS),都是卫星定位系统。
基站定位的原理和雷达有相似之处。雷达定位大家都知道,就是发射雷达波,根据目标的反射,进行空间位置测算。

基站定位的话,基站就相当于是一个“雷达”。
通常,在城市中,一部手机会在多个基站的信号覆盖之下。手机会对不同基站的下行导频信号进行“测量”,得到各个基站的信号TOA(到达时刻)或TDOA(到达时间差)。根据这个测量结果,结合基站的坐标,就能够计算出手机的坐标值。
画个图,一看就明白了:

所有上述这些定位手段,都有一个明显的缺点,就是无法穿透建筑物,不能实现室内定位。
卫星定位,需要接收机接收到足够的卫星信号。当进入室内,或有遮挡时,卫星信号很微弱,无法有效定位。


▲上图为手机在室外接收到的GPS定位信号,下图为手机在室内接收到的GPS定位信号
从图示可以看出,当发现的卫星数量降低时,定位误差从10米增加到66米。
一方面,卫星和基站定位技术无法满足室内定位的需求。另一方面,室内定位的业务场景却越来越多,例如地下车库导航、商场寻找店铺和商品,甚至儿童走失,都对室内定位有迫切需求。
在需求持续上升的背景下,人们开发了一系列技术,尝试利用其它类型的锚节点来提供定位能力。这就包括了Wi-Fi,蓝牙,UWB等技术。
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