蘋(píng)果發(fā)布U1

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

UWB技術(shù)評(píng)析

UWB技術(shù)由來(lái)已久，在2002年美國(guó)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(wú)線通信往往使用較窄的頻段，同時(shí)在頻段內(nèi)可以有較高的功率密度。與之相對(duì)，UWB使用非常寬的頻譜，但是在每個(gè)頻點(diǎn)上的功率密度都很低。這樣一來(lái)，UWB信號(hào)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(duì)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(hào)延展越寬則時(shí)域信號(hào)越窄，因此超寬帶信號(hào)在時(shí)域的波形是非常短的一個(gè)脈沖。UWB的應(yīng)用場(chǎng)景通常是短距離通信，UWB發(fā)射機(jī)主要是擠一個(gè)脈沖，而接收機(jī)則是做correlation操作，相對(duì)而言電路設(shè)計(jì)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?yàn)閁WB可以和WiFi和蜂窩移動(dòng)頻段有交疊而不會(huì)產(chǎn)生干擾。然而，在21世紀(jì)初，人們對(duì)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(lái)隨著物聯(lián)網(wǎng)的誕生，UWB又找到了另一個(gè)應(yīng)用，即（室內(nèi)）定位。UWB定位方法類(lèi)似雷達(dá)，發(fā)射端發(fā)射一個(gè)脈沖，接收端則根據(jù)脈沖信號(hào)的飛行時(shí)間來(lái)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(cè)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(fèi)應(yīng)用中第一個(gè)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(jià)值較低，不太像是蘋(píng)果的風(fēng)格。

如果我們把眼光放略遠(yuǎn)一些，目前在消費(fèi)者應(yīng)用中唯一會(huì)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(lái)追蹤用戶的動(dòng)作。事實(shí)上，AR預(yù)計(jì)也有類(lèi)似的需求。AR在應(yīng)用中需要根據(jù)用戶的定位來(lái)做交互（類(lèi)似PokemonGo，根據(jù)用戶的實(shí)時(shí)定位來(lái)決定會(huì)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(chǎng)景（室外可以用GPS），而室內(nèi)定位除了SLAM之外確實(shí)還會(huì)需要一些其他維度的信號(hào)。蘋(píng)果之前在AR領(lǐng)域投入很大，之前一直有傳聞在開(kāi)發(fā)AR眼鏡（有傳聞?wù)f蘋(píng)果AR眼鏡項(xiàng)目被解散但是該傳聞可信度并不大），這次蘋(píng)果可以在其Apple Home設(shè)備中加入U(xiǎn)1，并使用iPhone11來(lái)定位用戶位置并在AR眼鏡上顯示出來(lái)（例如在餐桌的時(shí)候推送外賣(mài)信息等）。這也是蘋(píng)果在發(fā)布時(shí)候所說(shuō)的“amazing new capabilities”。