蘋果發(fā)布U1

昨天，蘋果在發(fā)布會上發(fā)布了新一代iPhone。其中最有趣的是U1芯片。
根據(jù)蘋果的官方介紹，U1是一塊超寬帶（UWB）定位芯片，該芯片將會給蘋果帶來spatial awareness。U1的第一個應(yīng)用是在使用AirDrop時用戶可以使用帶有U1的iPhone指向另一個帶有U1的iPhone，這樣系統(tǒng)會優(yōu)先選擇iPhone指向的用戶來傳輸文件。此外，蘋果承諾U1將為iOS帶來“amazing new capabilities”。

UWB技術(shù)評析

UWB技術(shù)由來已久，在2002年美國管理頻譜的FCC就發(fā)布了關(guān)于UWB的頻段和功率規(guī)范。

傳統(tǒng)的無線通信往往使用較窄的頻段，同時在頻段內(nèi)可以有較高的功率密度。與之相對，UWB使用非常寬的頻譜，但是在每個頻點上的功率密度都很低。這樣一來，UWB信號總的功率并不低，但是由于它分散在很寬的頻段內(nèi)，因此對于其他使用該頻段的通信協(xié)議造成的干擾非常小。

由傅立葉變換的性質(zhì)我們知道頻域信號延展越寬則時域信號越窄，因此超寬帶信號在時域的波形是非常短的一個脈沖。UWB的應(yīng)用場景通常是短距離通信，UWB發(fā)射機主要是擠一個脈沖，而接收機則是做correlation操作，相對而言電路設(shè)計的功率較小，因此往往使用在低功耗應(yīng)用中。

最初UWB的應(yīng)用是短距離數(shù)據(jù)傳輸，因為UWB可以和WiFi和蜂窩移動頻段有交疊而不會產(chǎn)生干擾。然而，在21世紀(jì)初，人們對于短距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蟛⒉粔虼?，最終UWB數(shù)據(jù)傳輸輸給了藍(lán)牙。后來隨著物聯(lián)網(wǎng)的誕生，UWB又找到了另一個應(yīng)用，即（室內(nèi)）定位。UWB定位方法類似雷達(dá)，發(fā)射端發(fā)射一個脈沖，接收端則根據(jù)脈沖信號的飛行時間來判斷發(fā)射和接受端的距離。目前，UWB可以做到幾十厘米的距離測量精度，因此非常適合做室內(nèi)定位應(yīng)用。

AR應(yīng)用

室內(nèi)定位在消費應(yīng)用中第一個能想到的就是給用戶的物件定位，但是該應(yīng)用需要較低的成本且附加價值較低，不太像是蘋果的風(fēng)格。

如果我們把眼光放略遠(yuǎn)一些，目前在消費者應(yīng)用中唯一會用到定位的就是VR。在較高端的VR設(shè)備中，往往都需要用戶事先在室內(nèi)放置定位標(biāo)簽來追蹤用戶的動作。事實上，AR預(yù)計也有類似的需求。AR在應(yīng)用中需要根據(jù)用戶的定位來做交互（類似PokemonGo，根據(jù)用戶的實時定位來決定會出現(xiàn)什么樣的pokemon以及收集精靈球等等），而目前定位方案最需要解決的是室內(nèi)場景（室外可以用GPS），而室內(nèi)定位除了SLAM之外確實還會需要一些其他維度的信號。蘋果之前在AR領(lǐng)域投入很大，之前一直有傳聞在開發(fā)AR眼鏡（有傳聞?wù)f蘋果AR眼鏡項目被解散但是該傳聞可信度并不大），這次蘋果可以在其Apple Home設(shè)備中加入U1，并使用iPhone11來定位用戶位置并在AR眼鏡上顯示出來（例如在餐桌的時候推送外賣信息等）。這也是蘋果在發(fā)布時候所說的“amazing new capabilities”。