解锁精准定位:UWB低功耗蓝牙信道探测如何重塑定位技术

原创 Qorvo半导体 2024-12-11 10:10

对于室内定位服务来说,毫不费力就能找到势头强劲的市场增长点。信息技术研究机构Gartner预测,到2030年,该市场规模将达到550亿美元超宽带(UWB)低功耗蓝牙(BLE)等技术作为这一市场扩张的核心,凭借各自独特的特性满足特定的需求。



UWB得益于其厘米级精度低延迟强大的安全功能,在需要精确定位的应用中(如室内实时定位系统/RTLS、车辆安全访问和运动追踪等)得到了广泛的商业应用。与此同时,BLE借助其低功耗高性价比的特点以及在消费类设备中的普及性,在物联网(IoT)生态系统中仍不可或缺。对于技术产品开发人员而言,了解UWB和BLE作为定位技术的优势至关重要,需要对准确性、可扩展性、功耗、成本和安全等多个因素进行综合比较。


UWB已成为实现精确、实时定位测量的强大工具。其工作频段覆盖从3.1至10.6GHz的宽广范围,利用飞行时间(ToF)技术进行高精度距离计算。UWB基于脉冲的传输方式使其比窄带信号更快且更抗干扰,在复杂的多径环境中展现出显著优势。


UWB采用飞行时间技术测量两个设备间的距离


另一方面,BLE传统上依赖接收信号强度指示(RSSI)、到达角(AoA)和出发角(AoD)等技术进行定位。随着一种称为“信道探测(CS)”技术的引入,BLE正在不断发展,定位精度得到显著提升。BLE信道探测利用相位测距(PBR)往返时间(RTT)技术,获得亚米级定位精度,尽管这以更高的功耗和更长的测距时间为代价。


在某些应用中,UWB与BLE CS技术的互补性得到了凸显。例如在仓库管理中,BLE CS可以粗略估算资产位置,而UWB则提供更精细的位置信息,使它们成为混合系统中的理想搭档。虽然UWB在精度和安全性方面表现卓越,但BLE凭借在物联网设备中的普及率以及即将推出的增强功能,使其在各种定位应用中成为强有力的竞争者。


Qorvo高级技术市场经理Sri Sridharan就UWB/BLE CS技术应用的现状分享了他的看法:


与UWB相比,您如何看待蓝牙的竞争地位?

蓝牙背后拥有强大的支持力量和庞大的用户基础;是除Wi-Fi之外最受欢迎的短距离无线连接技术。然而我们认为,UWB本身具有诸多优点,尤其是在需要以厘米级精度定位物品时表现尤为突出。此外,作为定位技术,UWB在安全性和抗干扰能力方面相较于蓝牙具有更大竞争优势


能否举例说明蓝牙CS在广泛应用于各类设备时面临哪些挑战?

蓝牙CS自6.0版本推出以来,似乎并不具备支持大规模设备的能力。以室内资产追踪为例,其实际应用规模并不像UWB那样可扩展;此外,蓝牙CS的功耗问题也令人担忧,因为它采用复杂的测距程序,空中传输时间长。使用蓝牙的初衷就是低功耗;然而,当它被用于精细测距等场景时,实际上已经不再具有低功耗的优势。


您如何看待UWB的未来应用?

我们已看到UWB被应用于手机汽车工业实时定位系统(RTLS)中。医疗与保健领域企业正在评估超宽带如何为它们带来改变,因为UWB可以通过追踪设备、患者和工作人员来提高医院运营效率。在消费领域,作为感测技术的UWB在检测人体存在或监测生命体征等方面拥有巨大潜力。最后,如果你可以通过UWB安全地进出汽车,那么为什么不能用它来实现家用安全门禁呢?


UWB应用场景


对于这两种技术来说,可扩展性等其它问题如也必须仔细考量。UWB能够在大型部署中高效扩展,使其非常适合工厂等需要精确跟踪大量资产的关键环境。然而,BLE CS由于复杂的测距程序,在某些应用场景下的可扩展性受到了限制。


点击了解更多关于UWB和BLE CS各自的独特优势,及其针对特定应用需求的采用情况。


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