什么是超宽带,为什么在 iPhone 11 中?

苹果公司最新发布的 iPhone 11 系列设备配备了一款名为“U1”的芯片,该芯片采用了超宽带 (UWB) 技术。这项技术并非全新,但却是首次在现代智能手机中应用。这不仅仅是 iPhone 的专属,未来安卓手机也可能引入 UWB 技术。

超宽带技术有哪些潜在应用?

尽管在 iPhone 11 的发布会上,苹果公司并未着重强调这一特性,但其官方网站上已对此进行了明确说明。正如苹果所言,超宽带技术赋予设备“空间感知”能力。

最初,苹果公司宣传推广的 UWB 功能仅限于:当 iOS 13.1 系统在 9 月 24 日更新后,“隔空投送”功能将通过定向感知能力得到增强。简单来说,您可以将 iPhone 指向另一部 iPhone,隔空投送便能识别出您可能想要向其发送内容。目前,iPhone 主要通过蓝牙技术来感知周围的设备,它无法分辨您正在注视哪个人,也无法确定他们的具体位置。

换句话说,这项技术使得 iPhone 或其他搭载该技术的智能手机能够精确地感知其他物体在三维空间中的具体位置。这正是当前智能手机所欠缺的功能。

超宽带技术的工作原理是什么?

如同蓝牙和 Wi-Fi 一样,超宽带是一种利用无线电波进行无线通信的协议。

超宽带技术拥有高带宽和低功耗的优势,但其传输距离较短。这也解释了为何蓝牙和 Wi-Fi 等其他无线技术仍然具有其存在的必要性,因为它们在覆盖范围上更胜一筹。与“窄带”技术不同,UWB 在更宽的频率范围(500 MHz 以上)内传输数据。

蓝牙和 Wi-Fi 在距离和位置探测方面存在不小的局限性。虽然信号较强的设备通常比信号较弱的设备离得更近,但这仅仅是其能提供的全部信息,并且这种方式并不完美,因为信号强度可能会被增强,从而误导系统。与此不同,iPhone 不依赖信号强度,而是通过测量信号往返时间来确定与另一台设备的距离。利用多个天线,UWB 还能测量信号的到达角度。精确的角度和距离测量使得 iPhone 能够精确定位物体在空间中的准确位置。

苹果 U1 芯片和超宽带的具体工作方式仍不完全明朗,因为该技术标准存在不同的版本。苹果公司尚未披露所有的技术细节。但一家名为 infsoft 的公司,专门为工业环境提供基于超宽带技术的室内定位服务,该公司表示,其系统的精度在 10 至 30 厘米之间,而蓝牙信标的精度为 1 至 3 米,Wi-Fi 的精度则在 5 至 15 米之间。

iPhone 11 如何使用超宽带?

这项技术被应用于iPhone 11iPhone 11 ProiPhone 11 Pro Max 三款机型。AirDrop 文件共享时优先显示附近的设备仅仅是 UWB 所能实现的首批功能之一。根据苹果公司的说法,“这就像为 iPhone 增添了一种新的感知能力,它将带来诸多令人惊叹的新功能。”

最令人期待的应用之一是物理对象的追踪。据报道,苹果公司正在自主研发硬件追踪标签。只需将该标签附加到物体上(例如钥匙链、钱包或背包),您便可以通过手机追踪该物体的位置。据称,这些标签将采用 UWB 技术,尽管苹果公司尚未正式发布此产品。

目前,像 Tile 这样的追踪器依赖蓝牙技术。当您靠近追踪器时,您需要“响铃”它,才能通过其发出的声音来定位。未来,UWB 技术将使 iPhone 能够在无需声音提示的情况下更准确地定位追踪器。换句话说,您的 iPhone 可以精确地显示出您的钥匙链可能掉落到了沙发垫的某个位置,甚至可能通过增强现实技术在屏幕上直观地呈现其方位。

这仅仅是 UWB 技术的一种潜在应用。杰森·斯内尔认为,U1 芯片是“超宽带革命的开端”。智能家居技术可以精确感知家中人员(携带支持 UWB 的手机)的具体位置。除了追踪器外,其他设备也可以更好地集成到增强现实应用程序中。手机还可以用于无钥匙汽车进入,汽车可以通过 UWB 技术在解锁车门之前验证您是否站在车旁。超宽带技术有望实现许多激动人心的新功能。

安卓手机引入超宽带技术的前景如何?

这项技术最先出现在苹果公司的新款 iPhone 上,但这并不意味着安卓手机不能采用类似的超宽带技术。安卓手机在某些方面常常走在苹果的前面,例如苹果公司取消了耳机插孔,以及“刘海屏”的普及。安卓 10 中引入的全新手势控制也是一个例子。

当然,苹果有时也会跟随安卓手机的步伐,例如 NFC 技术,安卓手机在 iPhone 采用 NFC 技术的数年之前就已率先使用。如果 UWB 技术被证实具有实用价值,我们有理由相信安卓手机制造商也会效仿,并在其产品中引入这项技术。让我们共同期待超宽带革命的到来。