¿Qué es la tecnología de banda ultraancha UWB? Una breve discusión sobre el estado actual y las perspectivas de la tecnología de banda ultraancha
En el mercado, BMW, NIO y Volkswagen también han lanzado llaves inteligentes UWB en sus coches nuevos, y varias grandes empresas nacionales de almacenamiento y logística también han intentado implementarlas en un futuro próximo. La tecnología de posicionamiento de carga UWB, Xiaomi OPPO y otros fabricantes nacionales de teléfonos móviles también demostraron sucesivamente la tecnología de detección espacial llamada "conexión con un dedo" el año pasado.
Sí, la tecnología de banda ultraancha ha sido extremadamente popular recientemente y es buscada por el mercado. Muchos blogueros digitales también han descrito la tecnología de banda ultraancha como un reemplazo de Bluetooth, un líder en Internet de las cosas e incluso un revolucionario en la nueva generación de tecnología de comunicación inalámbrica. ¿Es este realmente el caso? ¿Qué tiene de mágico la tecnología de banda ultraancha? ¿Sabes realmente qué es la tecnología de banda ultraancha? ¿Cuáles son sus características técnicas, ventajas y desventajas? Hoy analizaremos de manera racional, objetiva y científica las perspectivas, el espacio de desarrollo, las tendencias y el posicionamiento de la tecnología de banda ultraancha.
1. Desarrollo de la tecnología de banda ultraancha
En primer lugar, la tecnología de banda ultraancha no es una tecnología nueva inventada en los últimos años. Por el contrario, la tecnología de banda ultraancha es en realidad el primer método de comunicación inalámbrica utilizado por la humanidad. Mirando hacia atrás en la historia del desarrollo de la tecnología de banda ultraancha, hace miles de años, los chinos utilizaron la plataforma de fuego pico en la Gran Muralla para invadir países extranjeros y transmitir información entre fogatas. En 1880, el italiano Marconi realizó con éxito la primera transmisión de radio en el Océano Atlántico utilizando un transmisor de chispa. La chispa es en realidad un pulso muy estrecho con un ancho de banda muy amplio. También es la primera tecnología de banda ultra ancha en el sentido moderno.
Cuando el Titanic más avanzado de Gran Bretaña chocó contra un iceberg, también utilizó un transmisor de chispa para enviar su última señal inalámbrica de socorro. Al final, fueron rescatadas casi mil personas, incluida la heroína "Rouxine". En la década de 1970, la tecnología UWB se utilizaba principalmente en aplicaciones militares, incluidos radares militares, posicionamiento militar, comunicaciones militares, imágenes militares y otras tecnologías. Por ejemplo, en las comunicaciones militares seguras, se utiliza tecnología de salto de múltiples frecuencias para lograr comunicaciones seguras; por ejemplo, el radar de penetración de paredes utiliza las características de pulso estrecho de la banda ultraancha para monitorear a los terroristas a través de las paredes; Éstas son aplicaciones de la tecnología de banda ultraancha. En 1990, el ejército estadounidense propuso por primera vez el término UWB en un informe técnico de DARPA, que inició la comercialización de la tecnología UWB.
Banda ultra ancha, como sugiere el nombre, los amigos que conocen el conocimiento de la comunicación saben que los sistemas de comunicación generales utilizan una portadora de alta frecuencia para modular una señal de banda estrecha, y el ancho de banda real ocupado por la señal de comunicación es no alto. La banda ultraancha es diferente de la tecnología de comunicación tradicional. Utiliza los pulsos ultraestrechos no sinusoidales de nivel de nanosegundos más simples y crudos para enviar y recibir información y datos. Desde la perspectiva del dominio de la frecuencia y el dominio del tiempo, la banda ultraancha tradicional puede entenderse como un procesamiento simple de señales en el dominio del tiempo, que no requiere oscilador local, diferencial ni otros módulos de RF en el circuito de RF. Permítanme hacer una analogía simple. Las señales 4G, 5G y Wifi son como leer chino clásico. Unas pocas palabras pueden expresar información muy rica. Sin embargo, la tecnología UWB se parece más al lenguaje primitivo de las tribus primitivas. Se necesita mucho tiempo para expresar un significado simple, pero también es más directo y el mensaje más claro. Entonces, UWB, Wifi y 5G son esencialmente dos métodos de comunicación inalámbrica completamente diferentes.
La simple descripción de la información es lo mismo que hablar con nosotros. No es más que tres dimensiones: quién eres, dónde estás y qué quieres. Esta es la llamada información de datos, información de identidad e información de ubicación. En la dirección inicial de la transmisión de datos (qué hacer), la tecnología UWB ya ha tenido práctica comercial. Ya en 2003, cuando la tecnología wifi era todavía relativamente nueva, la empresa estadounidense WiQuest ya la estaba probando. La tecnología de transmisión UWB de alta velocidad bajo la arquitectura de radio OFDM y los productos de banda base WiQuest bajo el estándar IEEE 802.15.3a han logrado la transmisión de archivos de 400 megabytes en un radio de 8 a 10 metros. Sin embargo, debido a que la estructura de radiofrecuencia del receptor UWB es demasiado compleja y el costo del conjunto de chips es demasiado alto, el mercado no se ha visto impulsado.
Lo que es aún más fatal es que con el surgimiento oficial de la WiFi Alliance en 2006, el estándar 802.11n utilizó la tecnología MIMO para lograr una transmisión de datos de 600 MB, lo que indirectamente declaró el fracaso de la solución de tecnología inalámbrica para la transmisión UWB de alta velocidad.
2. Características técnicas de la banda ultraancha
Habiendo mencionado estas tres ventajas, las deficiencias de los sistemas de banda ultraancha también son muy destacadas:
3. Características de la tecnología de banda ultraancha Algunas perspectivas
Eso es todo lo que tengo que decir sobre la tecnología de banda ultraancha. Para una comprensión básica de una tecnología y para la inversión de todos, creo que la introducción de ahora es casi suficiente. A continuación, hablaré sobre mis puntos de vista subjetivos sobre la tecnología en sí como ingeniero de hardware.
En primer lugar, mi primer punto es que construir un ecosistema en torno a los teléfonos móviles definitivamente no es el futuro de la banda ultraancha, y es difícil tener un futuro. Debido a que necesita usar un teléfono móvil para realizar coordenadas polares, debe equipar dos antenas dentro del teléfono móvil. El espacio dentro del teléfono móvil es realmente muy valioso. Para realizar UWB, el costo y la dificultad de diseño aumentarán considerablemente. En la actualidad, incluso si es tan potente como Apple, todavía requiere Bluetooth para la detección y la distancia de posicionamiento ideal es de sólo 30 metros. De hecho, si arrojas el AirTag a algún lugar sin un iPhone cerca, su posicionamiento será inútil. Al mismo tiempo, con la entrada de Qualcomm y Huawei HiSilicon, UWB también se integrará en SoC como Bluetooth y Wifi. Incluso si se desarrolla, no aparecerá como un complemento en los teléfonos móviles. Por supuesto, no creo que Qualcomm y Hess tengan planes de hacer esto ahora, porque en el lado C, no existe tal necesidad ni una demanda tan realista en esta etapa.
Así que mi segundo punto es que la tecnología de banda ultraancha UWB todavía carece de aplicaciones fenomenales para promover la explosión real de esta tecnología. Actualmente, los tres principales escenarios de aplicación de la tecnología UWB son el control de acceso de seguridad, el posicionamiento de objetos y la interconexión de dispositivos. Como llaves de auto, juegos AR, navegación interior, entrega con drones, atención médica inteligente, control de acceso de seguridad, etc. Lo pensé y no existe una aplicación realmente explosiva para estimular una gran demanda. Personalmente, creo que reemplazar algunos escenarios NFC por otros de bajo costo puede resultar en la pérdida de perspectivas de desarrollo.
Mi tercer punto, el coste y la ecología, sigue siendo una brecha insalvable para la tecnología UWB. La mayoría de los productos UWB en el mercado ahora están equipados con chips de la serie DW1000 de Decawave, que todavía usan el primer protocolo 802.15.4A, pero el precio es tan ridículamente alto como el de la solución de chip 4Z con función de cifrado. Predigo que los fabricantes de teléfonos móviles tardarán entre 3 y 5 años en unificar su pensamiento y promover UWB para construir un ecosistema de ahora en adelante en el lado C. En el lado B, todo el sistema requiere un posicionamiento de 3 puntos en una habitación, es decir, con el soporte de tres estaciones base, se multiplican varias habitaciones. Tengo entendido que el coste de construcción de un pequeño centro comercial supera ahora el millón. El chip DW1000 tiene actualmente muy pocos algoritmos, lo que prueba las capacidades de optimización de algoritmos de la propia empresa, por lo que actualmente es difícil de promocionar.
Finalmente, en cuanto al cuarto punto, tengo una comprensión general de los productos producidos en masa en el mercado. De hecho, todavía existe una brecha entre la teoría y la realidad. Los productos UWB actualmente en el mercado solo se pueden usar en entornos de espacios pequeños, y las ventajas obvias del posicionamiento preciso son básicamente inseparables de Wi-Fi cuando se encuentran escenas complejas con obstáculos como aeropuertos, exteriores y salas grandes.
Finalmente, para resumir, UWB no es un producto con perspectivas estables, estándares unificados y sin limitaciones, ni existe como muchos bloggers digitales piensan. Por el contrario, la tecnología UWB es una industria con claras ventajas y desventajas, un claro posicionamiento del producto y una exploración y diseño tempranos del desarrollo.
Si tienes que preguntarme si soy optimista acerca de UWB, entonces quizás tenga que echarle agua fría. Todo todavía depende del costo. Mientras no bajen los costes, todo es inútil. No seamos demasiado supersticiosos con Apple. Lo único que podemos decir es que Apple actualmente tiene la capacidad de amortizar costos y utilizarlo como un producto de lujo para mostrar sus habilidades. Pero en lo que respecta a la tecnología en sí, no debemos subestimar el progreso de la IA, NB-IoT, V2X y el protocolo Bluetooth de próxima generación. Incluyendo la iteración de SLAM de fusión multisensor en dirección a AR y VR, mientras haya potencia de cálculo, no hay nada que no se pueda resolver con un posicionamiento preciso. El consumo de energía es bajo e Internet de todo tiene NB-IoT, por lo que la tecnología de banda ultraancha sigue siendo inútil.
El costo del sistema de chip 4Z es demasiado alto. Si se puede reducir en 2 o 3 años, aún es posible desarrollarse en el lado B; de lo contrario, deja de jugar.