UWB的基站怎么布，誰來布呢？

談及UWB，就繞不開UWB網(wǎng)絡(luò)這一話題，尤其是當(dāng)UWB被定位為基礎(chǔ)的位置信息提供者這一角色后，大家第一反應(yīng)就是，誰來布基站？

提出這一問題是個好事情，起碼說明大家對UWB已經(jīng)有了部分的基礎(chǔ)認(rèn)知，這當(dāng)然要?dú)w功于以GPS、北斗為代表的衛(wèi)星定位超過20年對公眾的耳濡目染，大家對于構(gòu)建位置服務(wù)系統(tǒng)都有了一些基本的常識。

的確，定位系統(tǒng)的基本原理，就是對若干已知位置的目標(biāo)（基站）進(jìn)行測距，將距離信息聯(lián)合解算后，即可得到被定位目標(biāo)的位置信息。

實(shí)際上，GPS的基站就是天上的衛(wèi)星，為了獲得無限容量GPS采用單向廣播方式，接收機(jī)是不可能測出與衛(wèi)星的實(shí)際距離的，因此GPS位置解算采用了偽距技術(shù)，將偽距與三維坐標(biāo)一起作為未知數(shù)，通過對4顆衛(wèi)星的測量建立4個方程式最終消除偽距獲得三維坐標(biāo)。UWB可以測出真實(shí)距離，但需要對每個基站一來一回進(jìn)行至少兩次測量，大大增加了耗電和復(fù)雜度，實(shí)際操作采用測量目標(biāo)與幾個基站的距離差來解算目標(biāo)的真實(shí)位置，只需一次發(fā)射，所有基站同時測量獲得時間差，如此可以大大降低功耗，這種定位方式稱為TDOA。

但是不論采用什么方法，基站總是要布的，衛(wèi)星定位的基站就是衛(wèi)星，UWB的基站怎么布，誰來布呢？

產(chǎn)生這一困惑的原因是，有了GPS、北斗先入為主的概念，大家都會有一個想法：UWB想要跑起來，你怎么也得像衛(wèi)星定位一樣，先有一個覆蓋全國的基站網(wǎng)絡(luò)吧？即便是不需要發(fā)射衛(wèi)星，也總得有個像中國移動這樣的公司，先去把全國的網(wǎng)絡(luò)鋪好，大家才能入你的網(wǎng)向你交錢吧？

那么問題來了，這樣的公司，在哪里呢？UWB現(xiàn)在前途一點(diǎn)也看不出來，誰愿意去干這個事情呢？

確實(shí)，只要發(fā)射衛(wèi)星，GPS一夜之間就可以建立起覆蓋全世界的基礎(chǔ)設(shè)施，這個基礎(chǔ)設(shè)施投入之巨大以至于除了世界上最有錢的幾個國家任何公司都玩不起，然而一旦建立起來這個基礎(chǔ)設(shè)施，地面上各種位置服務(wù)就可以想怎么玩就怎么玩了。

UWB不是這么玩的。

各種衛(wèi)星定位系統(tǒng)為了滿足全世界的需求，采用了單向廣播的信號設(shè)計方式，好處就是終端容量無限，然而卻留下了巨大的后遺癥。

首先GPS的廣播模式使得它無法向用戶收取運(yùn)營費(fèi)用，因此各種衛(wèi)星定位系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施，比如衛(wèi)星只能由政府出資發(fā)射、維護(hù)；

其次，GPS終端必須長期處于接收狀態(tài)，位置解算也必須在終端進(jìn)行，很難把功耗降下來，各種衛(wèi)星定位器始終無法做成紐扣電池供電，這已經(jīng)成為行業(yè)一個巨大的硬傷；

最后，對監(jiān)控應(yīng)用接收終端還要另外部署通信鏈路把解算出來的位置反向傳回到遠(yuǎn)端的監(jiān)控者那里，GPS起步階段，一個GPS模塊賣150元，而第一片法國WAVECOM公司出的通信模塊卻賣到了1500元。設(shè)備成本是一次性的，還要向地面通信運(yùn)營商按月繳納月租。

最近移動通信運(yùn)營商紛紛關(guān)閉2G通信網(wǎng)，更是直接導(dǎo)致數(shù)以千萬計的GPS跟蹤器報廢，這其實(shí)就不是位置服務(wù)的錯。

位置服務(wù)總的來說不外乎兩大類場景，導(dǎo)航、監(jiān)控。導(dǎo)航就是終端自己解算出自己的位置然后拿這個位置玩出各種花活，比如手機(jī)導(dǎo)航；而監(jiān)控，終端甚至都不需要知道自己的位置，遠(yuǎn)端的監(jiān)控者能實(shí)時看到若干個終端的位置就行。GPS的信號設(shè)計方式更適合為導(dǎo)航應(yīng)用服務(wù)。

上述問題的根本原因，就是GPS無法化整為零，為了照顧到所有用戶，信號設(shè)計只能采用廣播這種可以兼顧所有用戶的方式。

所幸UWB不存在上面這些問題。UWB可以化整為零，一個系統(tǒng)一個系統(tǒng)單獨(dú)設(shè)計、布設(shè)，最小的單位可以做到一部蘋果手機(jī)作為基站對若干Airtag進(jìn)行定位。

由于基站、標(biāo)簽都是自己設(shè)計、部署，根據(jù)不同的場景設(shè)計出不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、信號流向，可以設(shè)計出若干標(biāo)準(zhǔn)模板應(yīng)用于不同場景，以最合理的方式適應(yīng)不同應(yīng)用在功耗、刷新率、容量各方面提出的苛刻要求，每個系統(tǒng)都能實(shí)現(xiàn)最優(yōu)設(shè)計，這是GPS無法做到的。

比如對于人員監(jiān)控應(yīng)用，標(biāo)簽根本不需要知道自己的位置，那么標(biāo)簽只需要定期發(fā)送UWB脈沖然后立即斷電休眠，所有的位置解算都在基站、云端進(jìn)行，這樣標(biāo)簽的功耗可以做的極低，一個紐扣電池可以工作數(shù)年。GPS解決這個問題的時候，一方面接收機(jī)必須一直打開接收衛(wèi)星信號，然后自己解算自己的位置，算完以后還要通過地面通信網(wǎng)把位置返送回遠(yuǎn)端的監(jiān)控中心。由于功耗、成本的原因，這個問題其實(shí)到現(xiàn)在仍然無解。

而對于各種導(dǎo)航、導(dǎo)游、導(dǎo)購等引導(dǎo)功能，UWB可以設(shè)計得像GPS一樣，基站單向廣播標(biāo)簽單向接收然后解算自己的位置并顯示、導(dǎo)航，此時容量可以做到無限大。

如果系統(tǒng)需要同時滿足以上兩種需求，比如某醫(yī)院，一方面要給病人醫(yī)護(hù)人員提供導(dǎo)醫(yī)服務(wù)容量不能受限，另一方面還要對醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行定位滿足一個標(biāo)簽工作3年的要求，此時要把UWB系統(tǒng)設(shè)置成多模式工作狀態(tài)，或者部署兩套UWB系統(tǒng)。

換句話說，GPS全球一統(tǒng)的模式是不得已而為之的折衷設(shè)計，UWB采用的是一種更優(yōu)越的方式達(dá)成自己的使命。UWB可以按一家一戶每個公司的需求去單獨(dú)設(shè)計、部署。

不同于GPS一上來就布好了全球的基站（衛(wèi)星），覆蓋全國的UWB網(wǎng)絡(luò)必須要自己進(jìn)行基站部署，表面看數(shù)量龐大的基站網(wǎng)絡(luò)成本嚇人，羅馬不是一天建成的，UWB網(wǎng)絡(luò)也是由點(diǎn)到面到全面互聯(lián)互通覆蓋全域一步步實(shí)施的。

UWB網(wǎng)絡(luò)布設(shè)的第一步其實(shí)已經(jīng)由蘋果公司完成，即一部手機(jī)就是一個移動的基站，這個基站可以隨時對它覆蓋范圍內(nèi)的Airtag進(jìn)行定位，這是一個非常好的開端。

后面各種應(yīng)用將會源源不斷登場：

家庭布設(shè)基站以后能防止老人跌倒、寵物走失，可以給掃地機(jī)器人導(dǎo)航；

飯館酒樓布設(shè)基站用于送菜機(jī)器人引導(dǎo)；

醫(yī)院布設(shè)基站用于導(dǎo)醫(yī)、機(jī)器人送藥送病人；

旅游景點(diǎn)布設(shè)基站用于導(dǎo)游、播放解說語音；

工廠布設(shè)基站用于員工軌跡記錄、機(jī)器人送料；

公司布設(shè)基站用于員工打卡、來訪人員軌跡管理；

住宅小區(qū)布設(shè)基站用于電動自行車防入戶/防盜、無人機(jī)送快遞、老人/兒童/寵物防走失；

馬路邊路燈桿、交通路口布設(shè)基站，用于車輛駕駛行為管理；

體育館布設(shè)基站運(yùn)營彩色大地項(xiàng)目和運(yùn)動員、工作人員的運(yùn)營管理；

......

每一個場景都會有若干公司進(jìn)入，逐漸形成良好健康的UWB生態(tài)。

因此，壓根就不存在上來就要建立起龐大的覆蓋全國的UWB網(wǎng)絡(luò)這一概念，不同的用戶根據(jù)場景可以設(shè)計自己的UWB系統(tǒng)，基站覆蓋自己家庭、公司、酒店、商場、旅游區(qū)并提供監(jiān)控或?qū)Ш焦δ堋?/p>

由于國產(chǎn)芯片的成功，基站/終端成本、行業(yè)進(jìn)入門檻也將大幅度降低，這也同步促進(jìn)此項(xiàng)技術(shù)的規(guī)?；占?，兩者起到正相關(guān)的促進(jìn)作用。此時網(wǎng)絡(luò)布設(shè)的門檻將不再是基站成本而轉(zhuǎn)向布設(shè)成本。由于芯片、基站成本大幅度降低，覆蓋自己單位治下的區(qū)域部署成本是很低的。

當(dāng)UWB系統(tǒng)開始孤立部署以后，就會有各種資本主體嗅到其中的商機(jī)，開始運(yùn)作各孤立UWB網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)網(wǎng)工作，目的在于提供能取代衛(wèi)星定位的大面積覆蓋的導(dǎo)航功能，此時要做的工作是對各孤立UWB網(wǎng)進(jìn)行整合，在統(tǒng)一的信號、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，需要的地方增補(bǔ)基站填補(bǔ)空白，就可以實(shí)現(xiàn)大面積聯(lián)網(wǎng)提供位置信息。

由于采用統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)，基站不需要更換硬件只需升級一下軟件即可。此時UWB芯片公司將發(fā)揮作用，提前組織、引導(dǎo)相關(guān)方案公司制定統(tǒng)一規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)議、接口，為后續(xù)整合升級實(shí)現(xiàn)全國聯(lián)網(wǎng)打下基礎(chǔ)。

由于UWB巨大的市場需求，UWB網(wǎng)絡(luò)將會成為新的社會基礎(chǔ)設(shè)施，會有大量的資金尋求投資機(jī)會而進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營領(lǐng)域。

這方面可以拿來比對的典型代表是北斗RTK，北斗增加RTK差分站后，可望提供室外厘米級定位精度，受此前景激勵，在幾乎沒有任何客戶情況下阿里與總參合資成立的千尋位置就投資數(shù)十億，在全國布設(shè)開通了RTK基站網(wǎng)絡(luò)，最新一輪融資10億，估值130億。

UWB由于解決了各種衛(wèi)星定位不能解決的室內(nèi)定位問題，市場前景遠(yuǎn)大于衛(wèi)星定位，未來必然會有很多主體謀求進(jìn)入這個基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)。

UWB網(wǎng)絡(luò)的所有元素都是經(jīng)過后來設(shè)計的，可以建立起各種認(rèn)證環(huán)節(jié)，在多個層次進(jìn)行收費(fèi)運(yùn)營，市場前景、商業(yè)價值將遠(yuǎn)大于GPS、北斗，巨大的市場需求下，必將引來各路資本的熱烈追捧。

由于高精度位置信息的高度敏感性，宏觀上說，UWB網(wǎng)絡(luò)的部署恐怕不是誰出錢的問題，而是誰有這個資格的問題。初步費(fèi)用由部署孤立UWB網(wǎng)絡(luò)商家出，最后整合應(yīng)該是持有合法牌照的UWB網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商進(jìn)行。

成本構(gòu)成預(yù)期：

1、 基站。芯片價格降下來以后，基站硬成本可望做到100元以內(nèi)甚至更低。這里面芯片的價格以及芯片的國產(chǎn)替代是影響這個價格的最核心因素。

2、 標(biāo)簽。單純?nèi)藛T監(jiān)控標(biāo)簽成本在20元以內(nèi)，導(dǎo)航標(biāo)簽取決于功能，單純解算出位置的標(biāo)簽與監(jiān)控標(biāo)簽成本差不多。隨著部署量的提升，標(biāo)簽成本做到10元以內(nèi)是很快可以看到的事情。最終，標(biāo)簽成本可以做到3-5元左右。由于運(yùn)營模式出現(xiàn)，標(biāo)簽可望實(shí)現(xiàn)免費(fèi)發(fā)放。

3、 部署成本。取決于人力成本、工程費(fèi)等等。例如：國內(nèi)一線城市勞動工人1小時的費(fèi)用在100元~150元左右。半熟練工人一個班可以部署4~5個基站左右。工程物料費(fèi)用在百元內(nèi)。因此，部署成本極低。

4、 路由器、網(wǎng)關(guān)、計算機(jī)，若干。此部分一般復(fù)用現(xiàn)有設(shè)備即可完成。無需額外購置。

綜上所述，UWB基站問題，說到底還是芯片成本問題，回顧WIFI基站（無線路由器）走過的路程我們大致可以判斷UWB基站網(wǎng)絡(luò)的走向，相信大部分人都有過住酒店為了WiFi信號不好換房間的經(jīng)歷，但是現(xiàn)在這已經(jīng)成為歷史，因?yàn)榫频暌呀?jīng)實(shí)現(xiàn)了每個房間一個WiFi基站，這歸功于9塊9一個WiFi基站的出現(xiàn)。同樣，當(dāng)UWB芯片價格降到與藍(lán)牙不相上下時，布設(shè)UWB基站將不再受成本制約，比如為了能精確監(jiān)控家里老人跌倒?fàn)顟B(tài)，一個衛(wèi)生間裝3、4臺基站將成為常態(tài)，同樣，根據(jù)需要將UWB基站遍布小區(qū)、街道、樓堂館所進(jìn)行布設(shè)也將不再遙遠(yuǎn)，覆蓋全國、全球的UWB定位網(wǎng)絡(luò)也指日可待。

審核編輯 ：李倩