在信息的交流與傳輸上，人類從史前文明就開始了關(guān)于信息傳輸?shù)膰L試, 語言是最原始的方式，“結(jié)繩記事”是人類為擺脫時空限制，對信息記錄進(jìn)行傳輸?shù)膰L試，一般通過酋長或者巫師來制定一定的結(jié)繩規(guī)則，包括繩子粗細(xì)、繩結(jié)方式、繩結(jié)大小以及距離等來表達(dá)不同的訊息，進(jìn)行信息的記錄與傳輸。

而商周時期烽火臺的出現(xiàn)，則解決了那時候關(guān)于信息遠(yuǎn)距離快速傳輸?shù)膯栴}，在盡可能短的時間內(nèi)完成簡單信息遠(yuǎn)距離傳輸?shù)男枨蟆?/p>

19世紀(jì)末，當(dāng)代信息通信領(lǐng)域技術(shù)的出現(xiàn)就像是當(dāng)今這個時代跨越時空距離對于遠(yuǎn)古時代的一種回應(yīng)。

無線通信技術(shù)的出現(xiàn)，人類實(shí)現(xiàn)在沒有線的情況下進(jìn)行語音和數(shù)據(jù)傳輸，目前無線通信技術(shù)已經(jīng)成為人類社會中最為重要的通信方式之一。無線數(shù)據(jù)的傳輸上涌現(xiàn)出許多種無線傳輸技術(shù)，包括藍(lán)牙、UWB、WiFi、PCS、GPS、NFC等技術(shù)。

無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)工作頻率分布圖（圖源:wliko.tech）

棋逢對手

無線通訊技術(shù)中的短距離無線通信技術(shù)在市場上的選手眾多，在近年終端產(chǎn)品中關(guān)于位置服務(wù)的技術(shù)功能上都支持藍(lán)牙、UWB和NFC等技術(shù)。本文將就定位服務(wù)方面，了解藍(lán)牙與UWB技術(shù)之間的不同。

藍(lán)牙技術(shù)（Bluetooth）是一種低功耗、低成本的短距離無線通信技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)移動電話和其他配件間進(jìn)行跨設(shè)備無線通信連接，在數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓ぷ黝l段上全球通用的，解決互不兼容的移動電子設(shè)備的連接。

簡單的說，藍(lán)牙技術(shù)是一種利用低功率無線電（2.4-2.485GHz）在各種設(shè)備間（距離一般為10米）彼此進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g(shù)。

最初藍(lán)牙設(shè)備主要是應(yīng)用在藍(lán)牙音頻領(lǐng)域上，愛立信T39mc是世界上最早的一部內(nèi)置藍(lán)牙，配備藍(lán)牙耳機(jī)的手機(jī)。

藍(lán)牙通過二十多年的發(fā)展，從藍(lán)牙1.0到藍(lán)牙5.4完成了十多個版本的更新迭代。從經(jīng)典藍(lán)牙(BT)發(fā)展到低功耗藍(lán)牙（BLT），最明顯的是在數(shù)據(jù)的傳輸速率以及傳輸距離上都有了極大的提升，傳輸距離的限制從最初的10米內(nèi)距離，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)在的300米內(nèi)。

自2010年藍(lán)牙4.0推出低功耗藍(lán)牙（BLE）性能面世后，與經(jīng)典藍(lán)牙適用于長時間的音頻傳輸?shù)牟煌?，功能上在配對傳輸、功耗成本、定位和安全性等性能不斷成熟。市場上出現(xiàn)關(guān)于經(jīng)典藍(lán)牙和低功耗藍(lán)牙單模、雙模的三種連接類型。根據(jù)藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟的披露，未來單經(jīng)典藍(lán)牙模式存在增長不足的問題，將以單低功耗藍(lán)牙模式為主。

藍(lán)牙技術(shù)除了藍(lán)牙音頻領(lǐng)域，在位置服務(wù)、數(shù)據(jù)傳輸、設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)品上也有著亮眼的成果。

隨著市場對于定位技術(shù)的需求，從藍(lán)牙4.0開始通過RSSI定位原理來支持定位服務(wù)功能。藍(lán)牙定位技術(shù)經(jīng)歷從RSSI定位機(jī)制到結(jié)合Wi-Fi實(shí)現(xiàn)室內(nèi)定位，再到AoA與AoD的定位方法，實(shí)現(xiàn)目前可以達(dá)到厘米級的定位服務(wù)。

RSSI定位原理是利用RSSI信號衰減與距離的相關(guān)計(jì)算終端位置，其定位精度一般為3-5米，延遲大概3秒，因?yàn)槠鋸?fù)雜環(huán)境對信號的影響較大，所以最大傳輸距離為10米內(nèi)；到藍(lán)牙5.0是結(jié)合Wi-Fi技術(shù)加入室內(nèi)定位輔助功能實(shí)現(xiàn)精度距離小于1米內(nèi)的室內(nèi)定位服務(wù)；與RSSI不同，AoA與AoD是利用信號在天線陣列中的相位差換算方向信息實(shí)現(xiàn)定位。

隨著藍(lán)牙技術(shù)的更新和眾多藍(lán)牙產(chǎn)品面世，正式走入藍(lán)牙物聯(lián)網(wǎng)，其技術(shù)主要為設(shè)備功耗、數(shù)據(jù)傳輸、位置服務(wù)、設(shè)備網(wǎng)絡(luò)不斷演進(jìn)，在醫(yī)療健康、商超零售、倉儲物流、智能照明等應(yīng)用場景上得到應(yīng)用。

醫(yī)療健康場景上主要集中在智能可穿戴設(shè)備，許多設(shè)備都是依靠藍(lán)牙技術(shù)進(jìn)行無線連接和數(shù)據(jù)交換，如：智能手環(huán)、智能項(xiàng)鏈等，在實(shí)現(xiàn)短距離通信的的同時，低功耗的性能大大延長了可穿戴設(shè)備的待機(jī)及運(yùn)行時間。

藍(lán)牙技術(shù)在定位應(yīng)用場景上有著成熟的生態(tài)系統(tǒng)和廣泛的普及。與UWB相比，藍(lán)牙技術(shù)低成本、低功耗和生態(tài)系統(tǒng)的成熟的特點(diǎn)，是最強(qiáng)有力的競爭力。幾乎所有移動端都搭載了藍(lán)牙芯片以及藍(lán)牙模組，以藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)、藍(lán)牙基站為代表的中間設(shè)備。

而誕生于20世紀(jì)60年代的UWB（超寬帶）技術(shù)，其工作頻譜從3.1到10.6 GHz，與其他無線數(shù)據(jù)傳輸方式不同，是一種基于非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)的無載波通信技術(shù)，其信號安全性能高，很難被其他信號所干擾。

UWB技術(shù)最初時僅用于軍事定位用途，在2002年才開始用于民用無線通信，通過ToF（到達(dá)時間）、TDoA（到達(dá)時間差）和AoA/DoA（出發(fā)角與到達(dá)角）三種定位模式，其定位精準(zhǔn)度可達(dá)到10厘米“厘米級別”，覆蓋范圍可覆蓋在10-200米之間，還同時擁有時延低的特點(diǎn)。

UWB技術(shù)憑借厘米級別的精準(zhǔn)測距能力及其安全性，在聯(lián)網(wǎng)資產(chǎn)跟蹤中有著亮眼的表現(xiàn)，Apple在2021年發(fā)布的AirTag就采用了UWB技術(shù)擴(kuò)展了Apple生態(tài)系統(tǒng)中的 “查找”功能，通過UWB進(jìn)行手機(jī)與物品之間的連接感應(yīng)，進(jìn)行精準(zhǔn)查找。

在應(yīng)對惡劣環(huán)境中對于人員定位管理上，UWB技術(shù)被廣泛應(yīng)用于醫(yī)院、工廠以及地下礦井隧道的工作環(huán)境中，在醫(yī)療環(huán)境中，通過UWB定位系統(tǒng)對醫(yī)護(hù)人員和病患進(jìn)行位置的監(jiān)測，提高醫(yī)療救助率；在工廠對于材料、設(shè)備等移動物品進(jìn)行定位管理；對于地下礦井工作者，UWB定位技術(shù)保障了人員工作時生命的安全。

在汽車行業(yè)領(lǐng)域，目前市面上存在著各種形式的無鑰匙技術(shù)，UWB技術(shù)在汽車行業(yè)也進(jìn)行著嘗試，例如，寶馬、奔馳、蔚來、比亞迪等平臺都在致力于UWB數(shù)字鑰匙的研發(fā)應(yīng)用。寶馬在其一些較新的車型，iX中已有使用UWB進(jìn)行無鑰匙進(jìn)入的技術(shù)，UWB數(shù)字鑰匙將在未來汽車行業(yè)被廣泛應(yīng)用。

UWB技術(shù)發(fā)展經(jīng)歷十多年的時間發(fā)展一直沒有實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，所以隨著UWB技術(shù)向大規(guī)模商用過渡，為了全面發(fā)展UWB可互操作、通用和互聯(lián)的生態(tài)系統(tǒng)，F(xiàn)iRa（Fine Ranging）聯(lián)盟于2019年8月成立。

UWB其最主要的吸引力在于它極高的位置和方向精度，可以精確定位物體的位置，誤差僅有幾個厘米，達(dá)到厘米級別的精準(zhǔn)距離，定位精準(zhǔn)度上大大高于藍(lán)牙技術(shù)。在UWB技術(shù)擁有高精度定位功能的情況下，低功耗藍(lán)牙（BLE）憑借其在待機(jī)和連接狀態(tài)下都能保持較低的功耗性能，是藍(lán)牙技術(shù)的絕對優(yōu)勢。

各憑本事

藍(lán)牙技術(shù)與UWB作為短距離通信技術(shù)上兩種廣泛應(yīng)用的技術(shù)，都各自展示了技術(shù)的優(yōu)勢，在不斷的較量中也都在擴(kuò)大其應(yīng)用場景。

FiRa聯(lián)盟最新發(fā)布的FiRa 2.0針對FiRa物理層(PHY)和媒體訪問控制層（MAC），支持下行到達(dá)時間差（DL-TDoA）測距規(guī)范、動態(tài)加擾數(shù)據(jù)幀、通過單向測距（OWR）提高到達(dá)角（AoA）測量精度、競爭式測距和物理層的安全配置的技術(shù)規(guī)范，將UWB擴(kuò)展到消費(fèi)市場和工業(yè)市場，包括：厘米級精度的個人室內(nèi)導(dǎo)航、尋物/尋人和工廠中的資產(chǎn)追蹤，以及智能遙控的應(yīng)用，但關(guān)于陣列天線布局的增加仍是個問題。

隨著市場對高精準(zhǔn)度定位服務(wù)的需求日益成長，藍(lán)牙技術(shù)廣泛地應(yīng)用在醫(yī)療健康、商超零售、倉儲物流等各場景上，對藍(lán)牙技術(shù)上的延遲、數(shù)據(jù)傳輸、高精度定位等方面有著期待。

雖然定位在藍(lán)牙技術(shù)上只是一條分支線，但是藍(lán)牙在高精度定位方面，更新出現(xiàn)了一種新型的藍(lán)牙定位模式-藍(lán)牙信道探測（CS）在未來將會成為低功耗藍(lán)牙的新發(fā)展方向。藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟表示將在下半年進(jìn)行將推出藍(lán)牙信道探測技術(shù)，藍(lán)牙信道探測（CS）是一項(xiàng)通過分析不同頻率的射頻信號相位變化提升測距精度的機(jī)制，不需要增加陣列天線，只需通過單天線就可實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的安全、高精度精準(zhǔn)測距。

結(jié)語

兩種無線通訊技術(shù)在傳輸距離、傳輸速率、功耗、系統(tǒng)成本、穩(wěn)定程度和安全性能的對比下，給市場的需求選擇帶來多樣的可能性。

關(guān)于兩種技術(shù)之間的選擇，這從不都不是個單選題。隨著UWB與藍(lán)牙技術(shù)的不斷進(jìn)步，以及應(yīng)用場景的不斷擴(kuò)展，兩者之間的融合越來越多，兩種技術(shù)的集成模式將成為主流，繼續(xù)在無線通信的領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。