UWB技術(shù)潛力發(fā)掘、Matter導(dǎo)入難題突破|Qorvo高集成度SoC解鎖智能互聯(lián)新場景
隨著萬物互聯(lián)的加速演進(jìn),超寬帶(UWB)技術(shù)與基于IP的Matter協(xié)議正在成為打破技術(shù)壁壘、重塑智能生態(tài)的兩大關(guān)鍵力量。UWB以其厘米級定位精度和雷達(dá)感知能力,在消費(fèi)電子與工業(yè)場景中不斷拓展邊界;而Matter則以無縫互操作性和高安全性,為智能家居的碎片化難題提供標(biāo)準(zhǔn)化解法。在這樣的行業(yè)背景下,Qorvo憑借其高集成度SoC解決方案,通過多協(xié)議、多連接與極低功耗設(shè)計(jì),正助力開發(fā)者跨越兼容與效率的雙重挑戰(zhàn),開啟智能互聯(lián)的新篇章。
UWB技術(shù)潛力發(fā)掘:定位+健康監(jiān)測
從手機(jī)的精準(zhǔn)定位到智能家居的無縫互聯(lián),再到工業(yè)領(lǐng)域的效率飛躍——UWB技術(shù)正以迅猛之勢改變我們的生活,尤其在消費(fèi)電子領(lǐng)域,其增長勢頭引人注目。而且隨著5G和Wi-Fi7的普及,UWB基礎(chǔ)設(shè)施擴(kuò)展加速,這又將為UWB的應(yīng)用爆發(fā)埋下伏筆。
Qorvo資深市場經(jīng)理俞詩鯤(Percy Yu)在近日的Qorvo媒體日上指出:“當(dāng)前市場對UWB技術(shù)的接受度呈現(xiàn)顯著提升態(tài)勢?!彼M(jìn)一步強(qiáng)調(diào):“UWB技術(shù)不僅具備厘米級高精度定位能力,其基于位置數(shù)據(jù)的安全特性更使其在安防領(lǐng)域具有天然優(yōu)勢。”據(jù)悉,UWB依靠2.4GHz至10.6GHz的超寬頻譜,通過短脈沖信號實(shí)現(xiàn)厘米級定位,精度可達(dá)10厘米以內(nèi),遠(yuǎn)超傳統(tǒng)藍(lán)牙或Wi-Fi,結(jié)合TDOA算法甚至能支持三維空間定位。
隨著超寬帶(UWB)技術(shù)的快速普及,我們可以看到智能設(shè)備生態(tài)系統(tǒng)正在全面擁抱這一趨勢。目前,蘋果、三星、谷歌、摩托羅拉等全球主流高端智能手機(jī)品牌均已將UWB納入其產(chǎn)品線。此外,圍繞蘋果、三星和摩托羅拉的智能標(biāo)簽生態(tài)也在興起,進(jìn)一步拓展了UWB的應(yīng)用場景。
在具體應(yīng)用方面,數(shù)字車鑰匙正從傳統(tǒng)的藍(lán)牙低功耗(BLE)向UWB技術(shù)轉(zhuǎn)型,包括現(xiàn)代、寶馬、福特、通用、本田和奔馳在內(nèi)的主流汽車制造商都已布局這一技術(shù)。同時(shí),門鎖行業(yè)也緊跟趨勢,例如Assa Abloy和Allegion采用新的“Aliro”標(biāo)準(zhǔn),將UWB整合到其智能門鎖解決方案中,推動(dòng)了“免提”訪問體驗(yàn)的普及。
在企業(yè)級應(yīng)用中,Wi-Fi 7企業(yè)級接入點(diǎn)(EAP)開始支持UWB,以實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)追蹤、室內(nèi)導(dǎo)航和接入點(diǎn)自動(dòng)定位等功能。思科(Cisco)和瞻博網(wǎng)絡(luò)(Juniper Networks)等企業(yè)正積極推動(dòng)這一技術(shù)的落地,進(jìn)一步展示了UWB在室內(nèi)精準(zhǔn)定位與智能互聯(lián)領(lǐng)域的巨大潛力。
此外,UWB技術(shù)能作為雷達(dá)使用。UWB技術(shù)的核心優(yōu)勢在于超寬頻信號的高解析度特性,憑借該特性從而能夠?qū)崿F(xiàn)較高的測量精度。該技術(shù)可應(yīng)用于家庭健康管理等領(lǐng)域。例如,UWB 雷達(dá)可實(shí)現(xiàn) 1 厘米的檢測精度,可用于人體的心跳和呼吸的監(jiān)測,亦或是檢測辦公室內(nèi)是否有人,進(jìn)而達(dá)到商業(yè)能源管控的目的。
QM35825:高集成度UWB SoC
Qorvo第三代UWB芯片QM35825于 2025年推出,這款系統(tǒng)級芯片(SoC)不僅包含了UWB收發(fā)器,還將微控制器(MCU)和前端射頻模塊(FEM)三大功能集于一體。QM35825采用單發(fā)三收架構(gòu),兩個(gè)接收通道與發(fā)射通道實(shí)現(xiàn)物理隔離,從而有效減少干擾、提升信號質(zhì)量。
QM35825的鏈路預(yù)算高達(dá)104dB,遠(yuǎn)超上一代DW3000的90dB,射頻靈敏度提升讓測距精度達(dá)5厘米,測角精度2度。這款高性能、超低功耗 SoC 憑借基于雷達(dá)的傳感技術(shù)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位追蹤,適用于存在檢測自動(dòng)化、家用安全門禁、非接觸式生命體征監(jiān)測,以及個(gè)性化內(nèi)容體驗(yàn)等場景。Qorvo提供的模塊預(yù)置射頻和天線方案,并通過認(rèn)證,客戶可快速驗(yàn)證原型或直接量產(chǎn),軟件SDK支持TWR、TDOA和AOA模式,兼容汽車、消費(fèi)和工業(yè)協(xié)議。
此外,Qorvo還提供定制化服務(wù),如PCB優(yōu)化和天線設(shè)計(jì),針對測角應(yīng)用降低技術(shù)壁壘,并通過生態(tài)合作支持跨行業(yè)應(yīng)用。
Matter導(dǎo)入難題求解,“兼容”是關(guān)鍵
智能家居的碎片化問題,一直是消費(fèi)者的痛點(diǎn)。如何實(shí)現(xiàn)不同品牌不同無線協(xié)議設(shè)備之間的互操作性,是業(yè)界亟待突破的方向。而Matter作為基于IP的協(xié)議,通過Thread網(wǎng)絡(luò)和Wi-Fi/以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)設(shè)備互操作,支持蘋果、Google和三星生態(tài),旨在打破協(xié)議壁壘。
俞詩鯤提到Matter具備五大特點(diǎn):無縫互操作性、易用性、底層安全性、創(chuàng)新加速能力、以及高生態(tài)接受度。憑借這五大特點(diǎn)可讓Matter成為智能家居標(biāo)準(zhǔn)化的理想方案。
無縫互操作性讓不同品牌設(shè)備實(shí)現(xiàn)跨平臺協(xié)作,例如蘋果HomeKit用戶可直接控制三星SmartThings設(shè)備,打破生態(tài)壁壘。簡單易用體現(xiàn)在用戶體驗(yàn)上,Matter支持通過手機(jī)一鍵配置設(shè)備,借助藍(lán)牙和Thread網(wǎng)絡(luò)快速接入,無需復(fù)雜設(shè)置。高安全性則通過內(nèi)置加密和認(rèn)證機(jī)制,確保設(shè)備通信不被劫持,例如燈泡開關(guān)指令不會被惡意篡改。加速創(chuàng)新為開發(fā)者提供統(tǒng)一框架,降低開發(fā)成本,開發(fā)者無需為每個(gè)生態(tài)單獨(dú)適配,專注于功能創(chuàng)新。高生態(tài)接受度則體現(xiàn)在蘋果、Google、三星等巨頭的支持,從2019年至今,CSA聯(lián)盟(Connectivity Standards Alliance)推動(dòng)下,Matter認(rèn)證的設(shè)備數(shù)量持續(xù)增加。
然而,Matter的導(dǎo)入面臨不小挑戰(zhàn)。俞詩鯤坦言:“因?yàn)樵谥悄芗揖由鷳B(tài)里面Matter是一個(gè)新來者,所以說白了挑戰(zhàn)在于兼容上?!倍龅健凹嫒荨苯^非易事,新設(shè)備開發(fā)者既要做到“向前兼容”,也要做到“向后兼容”。
現(xiàn)有設(shè)備多基于Zigbee、BLE或私有協(xié)議,生態(tài)碎片化嚴(yán)重,例如飛利浦Hue燈泡基于Zigbee,而小米設(shè)備多用私有協(xié)議,Matter需通過網(wǎng)關(guān)或橋接設(shè)備實(shí)現(xiàn)兼容,這增加了用戶成本。其次,Matter的導(dǎo)入需要藍(lán)牙支持以完成初次配對,但部分老舊設(shè)備缺乏藍(lán)牙模塊,升級成本高昂。此外,Matter的Thread網(wǎng)絡(luò)依賴IPv6,部分家庭路由器尚未完全支持IPv6,導(dǎo)致連接不穩(wěn)定。
要做到平順的“向后”和“向前”兼容,對于設(shè)備開發(fā)者而言是一個(gè)頗具挑戰(zhàn)的難題,而Qorvo有一個(gè)特別的技術(shù)來幫助開發(fā)者實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo),即——“多連接”技術(shù)。
Qorvo的“多連接”技術(shù)通過多射頻(Multi-Radio)和多通道(Multi-channel)兩個(gè)維度,實(shí)現(xiàn)Zigbee與Matter并行運(yùn)行,俞詩鯤解釋,多射頻保證了客戶可以添加不同的射頻信號,從而確保物理層上的多種連接共存,解決了時(shí)間盲點(diǎn)難題。多通道讓不同協(xié)議可以走各自不同的信道,從而做到真正的同時(shí)在線。此外,Qorvo還在天線分級上獨(dú)具優(yōu)勢,為客戶提供了6dB額外的射頻容量。而優(yōu)秀的共存體驗(yàn),還離不開Qorvo提供的硬件信號和API加持。
“這四個(gè)特性全部都是基于硬件的,可以理解客戶在開發(fā)程序的時(shí)候,不用從操作系統(tǒng)的維度去考慮任何方面調(diào)度的問題,”俞詩鯤說到,“我們在硬件上面已經(jīng)幫客戶實(shí)現(xiàn)了,所以客戶就不會存在在調(diào)度的時(shí)候造成一些丟包或者斷連的問題?!?
QPG6200:低功耗多協(xié)議的智能樞紐
Qorvo 最新推出的 QPG6200 系列系統(tǒng)級芯片,專為 Matter 生態(tài)設(shè)計(jì),具備原生多協(xié)議、多連接能力,能夠兼容 Zigbee、Thread、Bluetooth Low Energy 等主流智能家居與物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議。在功耗方面,QPG6200 實(shí)現(xiàn)了全場景低功耗:無論是深度睡眠、保持連接狀態(tài),還是在射頻接收過程中,其功耗水平均處于行業(yè)領(lǐng)先水平。這一特性不僅使基于電池供電的設(shè)備能夠大幅縮小電池容量、降低系統(tǒng)成本,也為電源設(shè)計(jì)提供了更大靈活性,無需擔(dān)心芯片功耗超出整機(jī)負(fù)載;在連接與數(shù)據(jù)傳輸頻率較低的場景中,更可輔以太陽能電板等能量收集方案,實(shí)現(xiàn)綠色供電。為了幫助客戶快速驗(yàn)證與量產(chǎn),Qorvo 同步推出了 QPG6200 開發(fā)板及配套軟件套件——包括最新的多協(xié)議 SDK、調(diào)試與燒錄工具,以及工廠認(rèn)證工具,全流程支持評估、開發(fā)與認(rèn)證。
在產(chǎn)品陣容方面,Qorvo 為 QPG6200 系列提供了后綴為 J、L、M、N 的四款芯片,可通過發(fā)射功率與封裝差異適配多元場景,覆蓋燈泡、開關(guān)插座、傳感器、網(wǎng)關(guān)、路由器等多種產(chǎn)品類型。
智能互聯(lián)新場景:高度沉浸式+個(gè)性化
當(dāng)前,UWB的定位和健康監(jiān)測應(yīng)用,仍在普及中;而Matter的導(dǎo)入,也尚需時(shí)日。但這兩個(gè)技術(shù)方向,為智能互聯(lián)新場景,打開了想象的空間。試想下,過地鐵閘機(jī)的時(shí)候,無需停留掃碼或碰一碰,而是直接通過UWB的精準(zhǔn)定位實(shí)現(xiàn)無感通過。家中配備Matter協(xié)議的燈光和音響系統(tǒng)能通過UWB感知用戶位置,實(shí)現(xiàn)“隨人移動(dòng)”的體驗(yàn)——當(dāng)你走進(jìn)客廳,燈光自動(dòng)亮起,音樂跟隨調(diào)整音量。
UWB定位你的位置,Matter協(xié)調(diào)燈光、溫度和娛樂設(shè)備,打造無縫體驗(yàn)——智能家居可能演變?yōu)橐粋€(gè)高度沉浸式、個(gè)性化的生態(tài)系統(tǒng)。這不僅提升生活便利性,還可能推動(dòng)智能家居市場規(guī)模進(jìn)一步增長。而Qorvo的高集成度SoC方案,已經(jīng)準(zhǔn)備就緒。