近日，蘋(píng)果發(fā)布了其用于定位的 Airtag。Airtag 的發(fā)布一點(diǎn)都不讓人意外，事實(shí)上在蘋(píng)果之前發(fā)布的 iOS 系統(tǒng)更新中，早已經(jīng)預(yù)示了 Airtag 的出現(xiàn)，而如今的正式發(fā)布則讓我們看到了其具體的硬件形態(tài)。

根據(jù)蘋(píng)果公布的消息，Airtag 上的芯片至少會(huì)包括：(1)藍(lán)牙，(2)加速度計(jì)，(3)UWB(自研 U1 芯片)，(4)NFC，(5)揚(yáng)聲器以及用于控制的 MCU。Airtag 預(yù)期電池使用時(shí)間可達(dá)一年以上，我們認(rèn)為這是整體系統(tǒng)優(yōu)化的結(jié)果。根據(jù) Airtag 目前公布的信息，我們認(rèn)為 Airtag 的工作方式如下：

在常規(guī)情況下，Airtag 和用戶的其他蘋(píng)果設(shè)備(如 iPhone)處于同一個(gè)地理位置(例如都在用戶的家中)。在這種情況下，Airtag 主要使用藍(lán)牙和 iPhone 進(jìn)行交互。Airtag 會(huì)定期用藍(lán)牙和 iPhone 進(jìn)行通信，用以獲取當(dāng)前的 GPS 地理位置。Airtag 上的加速度計(jì)則可以根據(jù) Airtag 有沒(méi)有移動(dòng)來(lái)進(jìn)一步降低 Airtag 和 iPhone 之間的藍(lán)牙交互頻率，例如當(dāng) Airtag 一直沒(méi)有被移動(dòng)則降低藍(lán)牙通信頻次來(lái)省電。

當(dāng)用戶需要做精確定位時(shí)，使用 UWB。UWB 可以實(shí)現(xiàn)亞米級(jí)別的定位精度，從而幫助用戶找到 Airtag 的精確位置。

當(dāng) Airtag 和用戶 iPhone 距離較遠(yuǎn)時(shí)(即藍(lán)牙無(wú)法連接時(shí))，iPhone 將顯示 Airtag 上次成功連接時(shí)的地理位置在地圖上，用戶可以根據(jù)該位置去尋找 Airtag。此外，在 Airtag 被人移走的情況下，Airtag 還可以使用藍(lán)牙與附近的其他 iPhone 連接，從而用戶可以使用 Find My 網(wǎng)絡(luò)來(lái)通過(guò)其他 iPhone 來(lái)定位 Airtag 的地理位置。

最后，其他人發(fā)現(xiàn)遺失的 Airtag 時(shí)，可以通過(guò) NFC 去掃描 Airtag 并將信息提供給蘋(píng)果。

Airtag 背后的差異化技術(shù)：UWB

蘋(píng)果的 Airtag 的系統(tǒng)設(shè)計(jì)非常巧妙，它使用了多種技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)不同顆粒度的定位，同時(shí)也加入了多種省電技巧以延長(zhǎng)電池使用時(shí)間。然而，Airtag 與其他基于藍(lán)牙定位的 tag 最大的區(qū)別就在于使用了 UWB 技術(shù)實(shí)現(xiàn)精確定位，從而提供了差異化的用戶體驗(yàn)。

Airtag 背后的 UWB(超寬帶)技術(shù)并非全新的黑科技，而是已經(jīng)經(jīng)過(guò)了接近二十年的發(fā)展。與傳統(tǒng)射頻系統(tǒng)不同，UWB 將自己的信號(hào)功率分配在很寬的頻譜段中(常常超過(guò) 1GHz)，而在每一個(gè)頻點(diǎn)的功率都很小，從而避免對(duì)其他無(wú)線協(xié)議的干擾。這樣做的好處是 UWB 可以在全球不同的地區(qū)都能普適地工作，而無(wú)需擔(dān)心每個(gè)地區(qū)的頻譜分配，而正是因?yàn)?UWB 的信號(hào)帶寬很大，因此得名“超寬帶”。

在時(shí)域，UWB 信號(hào)的形式則是短脈沖，根據(jù)脈沖的發(fā)射頻率可以分為低頻率脈沖(LRP)和高頻率脈沖(HRP)兩種，分別對(duì)應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸率有不同需求的場(chǎng)景。UWB 的脈沖信號(hào)形式和脈沖雷達(dá)很像，這也是 UWB 可以用來(lái)做定位的原因——其原理和雷達(dá)一脈相承。UWB 定位的一大優(yōu)勢(shì)是其精確度高。與藍(lán)牙或 WiFi 等基于射頻信號(hào)強(qiáng)度來(lái)做定位的方法相比，UWB 計(jì)算距離使用的原理是飛行時(shí)間(ToF)，即發(fā)送端發(fā)射一個(gè)信號(hào)，接收端在收到這個(gè)信號(hào)之后經(jīng)過(guò)協(xié)議定義的延遲后再發(fā)回給發(fā)送端，這樣發(fā)送端只要比較發(fā)送和接受信號(hào)的時(shí)間差并乘以光速就能獲得發(fā)送端與接收端之間的距離，從而可以實(shí)現(xiàn)亞米級(jí)別的距離精度。

此外，UWB 配合天線陣列設(shè)計(jì)，也可以實(shí)現(xiàn)高指向性的信號(hào)傳輸。我們認(rèn)為 Airtag 中也用了類(lèi)似的設(shè)計(jì)，即使用 UWB 加天線陣列實(shí)現(xiàn)高精度指向性定位，從而可以實(shí)現(xiàn)目前 Airtag 使用體驗(yàn)中提到了定位 Airtag 的具體方位和距離。

UWB 與下一代智能設(shè)備

我們認(rèn)為，UWB 將成為下一代智能設(shè)備交互的關(guān)鍵協(xié)議。

首先，隨著未來(lái)智能設(shè)備的進(jìn)一步普及，智能設(shè)備之間的互動(dòng)也不僅僅局限于數(shù)據(jù)互聯(lián)。在下一代智能設(shè)備的交互中，智能設(shè)備之間的物理位置將會(huì)成為重要的互動(dòng)要素。蘋(píng)果的 Airtag 就是基于智能設(shè)備之間物理位置互動(dòng)的一個(gè)極佳案例，我們認(rèn)為 Airtag 除了將會(huì)催生各類(lèi)相似功能競(jìng)品之外，也將促進(jìn)智能設(shè)備之間基于物理位置的互動(dòng)設(shè)計(jì)。舉例來(lái)說(shuō)，小米已經(jīng)在之前推出了基于 UWB 技術(shù)的指向性投屏技術(shù)(一指連)。除此之外，許多智能設(shè)備之間的類(lèi)似互動(dòng)也預(yù)計(jì)將在未來(lái)幾年內(nèi)出現(xiàn)，例如掃地機(jī)器人與空氣凈化器之間基于位置的互動(dòng)等等。而且，隨著 AR 和 VR 技術(shù)的進(jìn)一步普及，這類(lèi)基于精確定位的互動(dòng)將會(huì)變得越來(lái)越重要，例如基于用戶在超市購(gòu)物區(qū)域的位置來(lái)推送相應(yīng)廣告等，而在這些基于物理位置的互動(dòng)中，UWB 將成為最有競(jìng)爭(zhēng)力的核心技術(shù)。

從芯片技術(shù)上來(lái)看，UWB 的芯片端的設(shè)計(jì)門(mén)檻并不算高。UWB 的無(wú)線收發(fā)部分主要是脈沖收發(fā)，其設(shè)計(jì)復(fù)雜度遠(yuǎn)低于 4G、5G 等蜂窩網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線通信部分。目前，Qorvo 等廠商都能供貨 UWB 模組，未來(lái)隨著 UWB 在智能設(shè)備中獲得越來(lái)越多的應(yīng)用，預(yù)計(jì)中國(guó)芯片供貨商將會(huì)崛起。

最后，我們來(lái)分析一下基于 UWB 技術(shù)做物理位置用戶體驗(yàn)的市場(chǎng)格局：究竟會(huì)是類(lèi)似藍(lán)牙的開(kāi)放式生態(tài)(即不同公司推出的產(chǎn)品可以使用 UWB 技術(shù)互相感知物理位置)，還是會(huì)是生態(tài)內(nèi)互動(dòng)?我們更傾向于后者，即生態(tài)內(nèi)互動(dòng)。我們認(rèn)為，UWB 提供的設(shè)備間基于物理位置的互動(dòng)用戶體驗(yàn)中，每個(gè)設(shè)備的特性非常重要，必須仔細(xì)根據(jù)每個(gè)設(shè)備的功能來(lái)設(shè)計(jì)互動(dòng)才能實(shí)現(xiàn)較好的用戶體驗(yàn)，這也就更傾向于生態(tài)內(nèi)互動(dòng)，而非開(kāi)放生態(tài)。

基于此，我們預(yù)計(jì)中國(guó)智能設(shè)備行業(yè)將會(huì)成為使用 UWB 的重要力量，我們認(rèn)為許多基于 UWB 的新用戶體驗(yàn)也將會(huì)由中國(guó)的廠商首先提出。如前所述，UWB 將會(huì)成為智能設(shè)備之間互動(dòng)的重要技術(shù)，同時(shí)我們也認(rèn)為 UWB 做設(shè)備交互將會(huì)主要出現(xiàn)在同一智能設(shè)備生態(tài)內(nèi)部，例如蘋(píng)果的 Airtag 只能在蘋(píng)果生態(tài)中使用，而并不能和安卓設(shè)備互動(dòng)(除了 NFC 掃碼報(bào)告撿到的 Airtag 之外)。因此，擁有較為完整智能設(shè)備生態(tài)的公司將會(huì)更傾向于使用 UWB 做生態(tài)內(nèi)產(chǎn)品之間的互動(dòng)，而小米、華為等目前擁有全球領(lǐng)先智能設(shè)備生態(tài)的中國(guó)公司也將與蘋(píng)果一起引領(lǐng)基于 UWB 用戶新體驗(yàn)的潮流。由于 UWB 芯片設(shè)計(jì)復(fù)雜度并不高，而更考驗(yàn)功力的其實(shí)是用戶體驗(yàn)和系統(tǒng)算法設(shè)計(jì)，因此我們認(rèn)為華為、小米等中國(guó)公司很有可能在未來(lái)會(huì)有自研 UWB 芯片計(jì)劃，通過(guò)自研的 UWB 芯片搭配獨(dú)特的算法來(lái)提供具有差異化的用戶體驗(yàn)。這樣一來(lái)，就會(huì)形成“擁有智能設(shè)備生態(tài)的公司需要基于 UWB 的用戶體驗(yàn) -> 擁有智能設(shè)備的公司自研 UWB 技術(shù)提供差異化用戶體驗(yàn) -> 擁有智能設(shè)備生態(tài)的公司迭代催生下一代基于 UWB 用戶體驗(yàn)”的循環(huán)，從而讓智能設(shè)備生態(tài)類(lèi)公司成為基于 UWB 技術(shù)的物理交互用戶體驗(yàn)的主要推動(dòng)力。有趣的是，目前全球智能設(shè)備生態(tài)積累最深的蘋(píng)果、小米和華為都有自己的汽車(chē)計(jì)劃，而 UWB 又恰恰是下一代無(wú)線車(chē)鑰匙的主流技術(shù)。因此，我們認(rèn)為這些公司將進(jìn)一步將汽車(chē)納入其 UWB 技術(shù)的應(yīng)用范圍內(nèi)，同時(shí)我們預(yù)期在未來(lái)也將會(huì)看到越來(lái)越多 UWB 技術(shù)進(jìn)入消費(fèi)者的視野。