UWB-AoA會(huì)是打破高價(jià)困境的一把利劍嗎？

UWB技術(shù)很好，但是UWB產(chǎn)品很貴。

這是業(yè)界人士對(duì)于UWB技術(shù)的一個(gè)初步印象。

作為一項(xiàng)最近兩年大火的定位技術(shù)，UWB被“鎂光燈”聚焦乃至放大，它的優(yōu)點(diǎn)會(huì)被更多人的記住，同樣，它的缺點(diǎn)也一樣會(huì)被人了解。

UWB的精度能夠達(dá)到厘米級(jí)（較為理想的部署環(huán)境），這是其他無線定位技術(shù)所無法企及的精度，但它高昂的價(jià)格一直是限制其大規(guī)模應(yīng)用的最大障礙。

那有沒有可能讓UWB產(chǎn)品的價(jià)格降低到大眾都能接受的水平？答案是肯定的，這也是目前很多企業(yè)正在努力突破的方向。

UWB產(chǎn)品為什么會(huì)賣的這么貴？

一個(gè)產(chǎn)品在市場(chǎng)上售價(jià)多少，首先要看成本。

第一個(gè)層面是BOM（物料）成本，這個(gè)成本是一個(gè)顯性的成本，也是大家很容易看得到的成本，而UWB的產(chǎn)品的BOM成本是多少呢，以基站為例，目前市場(chǎng)上的UWB基站售價(jià)在2000-3000元之間，部分特殊應(yīng)用場(chǎng)景的基站賣的更貴，但它的BOM成本一般只要幾百塊，從這個(gè)角度來說，UWB基站產(chǎn)品是有降價(jià)空間的潛力，但事情遠(yuǎn)沒有這么簡(jiǎn)單。

第二個(gè)層面就是要考慮它的隱性成本。UWB的隱性成本在哪里？包括它的研發(fā)投入，包括它的驗(yàn)證周期，包括它的銷售成本，還有最重要的一個(gè)點(diǎn)——就是它的部署安裝與維護(hù)成本。

目前市場(chǎng)上主流的UWB方案采用的是TOF或者TDOA方案，在實(shí)際部署中，多徑與遮擋是限制方案性能最突出的問題，并且TDOA采用三邊定位，至少需要3臺(tái)基站構(gòu)成一個(gè)定位單元，現(xiàn)場(chǎng)部署的時(shí)候需要考慮三角形如何部署等因素，所以，基站在哪個(gè)位置部署才能讓方案有更好的精度以及降低成本這很考驗(yàn)項(xiàng)目經(jīng)理的經(jīng)驗(yàn)。

所以，在大多數(shù)的項(xiàng)目中，需要方案商提供專門的人力來現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)部署以及后續(xù)的維護(hù)，這增加了大量的成本。

TOF示意圖

TDOA示意圖

除了看成本之外，還需要考慮規(guī)模因素。

一般一個(gè)產(chǎn)品的量越大，它的邊際成本就越低，它就可以賣的更低。而要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，需要有兩個(gè)前提，一個(gè)是產(chǎn)品需要很高的標(biāo)準(zhǔn)化，各個(gè)廠商都按照同樣的標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)產(chǎn)品；另外一個(gè)就是需求的差異性要很小。

但很明顯，目前的UWB市場(chǎng)并不具備這個(gè)條件。

在B端市場(chǎng)，需求的定制化很嚴(yán)重，產(chǎn)品也很難互通互聯(lián)。并且B端市場(chǎng)的增量也無法達(dá)到指數(shù)級(jí)爆發(fā)式的增長(zhǎng)，根據(jù)我們?cè)凇吨袊?guó)UWB與藍(lán)牙AoA市場(chǎng)調(diào)研報(bào)告（2021版）》最新的數(shù)據(jù)顯示，在當(dāng)前的市場(chǎng)環(huán)境下，UWB的芯片pcs每年的增量大約100-200W的范圍。這樣的體量根本無法支撐大規(guī)模的降價(jià)。

即便在C端市場(chǎng)，除了在手機(jī)市場(chǎng)，有一個(gè)看得見的大體量市場(chǎng)之外，其他的市場(chǎng)短期內(nèi)也很難有爆發(fā)點(diǎn)。

這些原因?qū)е铝薝WB產(chǎn)品賣得貴，因?yàn)椴毁u這個(gè)價(jià)格，企業(yè)就沒法生存。

UWB-AoA方案能否成為降價(jià)的殺手锏？

探討了UWB產(chǎn)品為什么要賣這么貴，我們就可以分析如何去降低成本。

這里，我們直接給出一個(gè)答案，那就是——UWB-AoA方案。

前面我們介紹了目前企業(yè)級(jí)市場(chǎng)上，UWB定位方案主要采用的是TOF與TDOA，而AoA則是與藍(lán)牙綁定的更密切，事實(shí)上，UWB同樣可以采用AoA模式進(jìn)行定位。

在目前很多的消費(fèi)級(jí)領(lǐng)域，比如說蘋果的Airtag、NXP演示的汽車鑰匙方案、小米的“一指連”方案等，就是采用的AoA定位模式。

因?yàn)檫@樣的AoA方案采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，不需要在環(huán)境中提供定位網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施（即不需要布設(shè)基站），好處是方案簡(jiǎn)單并且價(jià)格低，不好的點(diǎn)就是工作距離短，并且精度不夠好。

而在企業(yè)級(jí)市場(chǎng)上，UWB-AoA方案同樣可以有很大的應(yīng)用前景。

• UWB-AoA技術(shù)特點(diǎn)如何？

與藍(lán)牙AoA相比，UWB-AoA具有更高的定位精度，與更大覆蓋面積。

藍(lán)牙AoA基站會(huì)有一個(gè)天線的覆蓋面積限制，一般俯仰角在45°-60°之間，超過這個(gè)角度之后，精度的誤差就比較大，所以藍(lán)牙AoA基站的部署密度跟層高息息相關(guān)，一般需要1-2倍的層高就需要部署一個(gè)基站，如果是層高比較小的環(huán)境中，基站的密度就很大。

而 UWB-AOA 可以通過 TOF 精確測(cè)距，定位原理是先測(cè)方向，再沿著該方向到相應(yīng)的 TOF 距離再求投影位置。誤差能小很多，而且不隨俯仰角范圍變化。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，方案商的 UWB-AOA 基站配合良好的天線設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn) 90°，完全平面半球的俯仰角。

當(dāng)然，AoA方案的特性是距離越遠(yuǎn)精度越低，這點(diǎn)是無法改變的，所以UWB-AoA方案同樣是有一個(gè)距離限制，比如說全跡科技的UWB-AoA定位基站的覆蓋半徑大約在20米左右，可以維持1米以內(nèi)的精度。

與傳統(tǒng)的“TOF”或者“TDOA”相比，UWB-AoA方案的特點(diǎn)同樣是單基站工作，基站需求量小，并且部署簡(jiǎn)單，可以降低成本。

• 為什么UWB-AoA方案能夠降低成本

UWB-AoA對(duì)于成本的優(yōu)化主要體現(xiàn)在2個(gè)方面：

基站部署的密度大為降低，這點(diǎn)無論是對(duì)標(biāo)藍(lán)牙AoA還是其他的UWB定位模式，都有較為明顯的效果。

安裝部署進(jìn)行簡(jiǎn)化，因?yàn)閱位揪涂梢怨ぷ?，結(jié)合工作距離比較遠(yuǎn)，俯仰角大的特性，讓現(xiàn)場(chǎng)部署的經(jīng)驗(yàn)要求沒有那么高，客戶在部署時(shí)，就可以按照自己的需要進(jìn)行基站的部署，就跟Wi-Fi路由器一樣，方便簡(jiǎn)單。

UWB-AoA方案能否成為降價(jià)的殺手锏？

UWB-AoA方案要實(shí)現(xiàn)起來，也不是很容易的事情。

首先是硬件層面的技術(shù)難點(diǎn)，需要有很強(qiáng)的陣列天線設(shè)計(jì)能力，要達(dá)到90°俯仰角半球形的天線覆蓋，需要有克服很多技術(shù)難點(diǎn)，并且需要在實(shí)踐中進(jìn)行大量的驗(yàn)證才行。

第二就是軟件算法能力，多徑干擾是室內(nèi)定位一個(gè)頑疾，算法的優(yōu)化主要也是解決這個(gè)問題，而抗AoA多徑的難度比ToF與TDOA更大。

具備強(qiáng)勁硬件設(shè)計(jì)制造能力和軟件算法能力的利爾達(dá)能有效解決上述難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)UWB-AoA方案的落地。公司擁有配備多條高科技智能產(chǎn)線的自主工廠，月產(chǎn)能超2.4億顆元器件，可保證穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)能供給，為客戶提供包括標(biāo)準(zhǔn)硬件成品采購(gòu)、研發(fā)、測(cè)試、生產(chǎn)加工（ODM、EMS\OEM）、調(diào)試及檢驗(yàn)等在內(nèi)的一站式服務(wù)。

利爾達(dá)圍繞UWB、AOA、LoRa及低功耗藍(lán)牙技術(shù)研發(fā)出幾套綜合定位方案以滿足客戶需求。其中所用到的核心器件LSD4BT1040-01D0是一種基于AOA的低成本陣列天線板，擁有16個(gè)單端天線端口，通過天線開關(guān)芯片控制每個(gè)天線接收到的信號(hào)，結(jié)合天線陣列的波束方向圖從而實(shí)現(xiàn)AOA定位。

它具有成本低、響應(yīng)快、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，可應(yīng)用于工廠、辦公室等資產(chǎn)跟蹤，機(jī)場(chǎng)、商場(chǎng)、辦公室等尋路服務(wù)及機(jī)場(chǎng)、醫(yī)院等出入控制。

Advantage

優(yōu) 勢(shì)

Advantage

■啟動(dòng)響應(yīng)15us，切換速率1us

■定位精度<0.5M

■ 1mm/10Pin FPC接口

■生產(chǎn)過程中不需要校準(zhǔn)

■多路徑抗干擾能力強(qiáng)

利爾達(dá)UWB定位解決方案融合了UWB、AoA等多種技術(shù)，可以大大降低室內(nèi)定位的基礎(chǔ)設(shè)施成本，是公司在定位融合技術(shù)上取得的重大進(jìn)展。相信不久，精確的超寬帶定位系統(tǒng)將會(huì)實(shí)現(xiàn)更深度的商業(yè)化，得到更廣泛地應(yīng)用。

本文來源：物聯(lián)傳媒

本文作者：銀匠