物聯網與穿戴裝置驅動PAN應用，傳輸、連結、音訊、定位、廣播等應用持續成長，UWB挾技術優勢切入精準定位與數位鑰匙應用，彌補藍牙定位精準度與安全性不足問題，開拓PAN應用新藍海，迎接更多新興個人無線裝置發展。
無線個人區域網路(Personal Area Network, PAN)多年來以藍牙(Bluetooth)應用最受歡迎與普及，負擔包括傳輸、連結、音訊、定位、廣播等應用。而在2019年，Apple忽然將超寬頻技術(Ultra-Wideband, UWB)導入iPhone 11，讓產業重新認識這個技術的應用潛力，尤其在精準定位與安全性上的優勢，相較藍牙可以說有過之而無不及。
UWB在短距控制上精準度更高，透過無線載波通訊技術，利用奈秒級的非正弦波窄脈衝傳輸數據，低功率脈衝傳送數據不會對常規窄頻無線通訊系統造成干擾，並可充分利用頻譜資源，而其所占的頻譜範圍很寬，也提高其安全性。另外，藍牙則持續發展無線音訊應用，LE Audio解決長期以來TWS耳機傳輸的困擾。UWB在定位與安全性上的優勢是否會對藍牙的相關應用形成排擠？
UWB/BT室內定位各有應用場域
室內精準定位與測距是UWB技術的強項，其定位技術是利用脈衝無線電進行測距和測向，在室內定位系統中，人員或物品上所配戴的定位標籤利用UWB脈衝訊號發射出位置數據，待定位基地台接收後，計算出定位標籤訊號到達不同定位基地台的時間差，透過軟體的計算，最終得到被定位物體的位置。此方法屬於雙向測距技術，它主要利用訊號在兩個非同步收發器之間飛行時間來測量節點間的距離，因為在視距視線環境下，基於飛時測距(ToF)方法隨距離呈線性關係，所以結果會更加精準。
相較之下，Nordic區域銷售經理陳俊志指出，藍牙的室內定位技術在5.1版使用的到達角(AoA)/發射角(AoD)技術，精度大約是公尺級，其利用接收訊號強度(RSS)來測量空間距離。RSS是一種實現起來非常簡單的技術，可以被任何無線收發器使用，因此被廣泛應用。然而，它的精度受到限制，兩個靜止物體之間的感知距離會根據其直接路徑中的障礙物而變化。而UWB的精度則可以達到公分級。
但從設計角度來看UWB非常複雜，所以也較為耗電。因此，如今用於物體追踪的UWB晶片能效實際上比藍牙晶片低10倍。因此，雖然UWB非常適合定位，但它本質上是一種功率密集型應用。CEVA無線物聯網事業部銷售及行銷總監Franz Dugand(圖1)說明，當定位精確度縮短到只有幾公分的距離，以及高安全性的通訊成為關鍵要求時，UWB便成為敏感應用中的最佳無線技術選擇。FiRa聯盟和汽車連接聯盟(CCC)所推廣的主要應用是分別用於門鎖和汽車的免持卡門禁。但是由於UWB比較耗電，FiRa和CCC實際上所推動的是低功耗藍牙和UWB的組合解決方案。至於大範圍的室內定位，如機場/車站、購物中心、體育場館這類定位應該還是藍牙為主，預期UWB和藍牙技術能在上述的多種應用中共存。
圖1 CEVA無線物聯網事業部銷售及行銷總監Franz Dugand指出由於UWB較耗電，FiRa和CCC推動低功耗藍牙和UWB組合數位鑰匙解決方案。
UWB/BT攜手仰攻數位鑰匙新藍海
隨著對數位鑰匙安全性要求的提高，市場需要更先進的技術，以實現安全和準確的距離邊界。因為看到免手持訪問和減輕安全風險(例如中繼站攻擊)在數位鑰匙所帶來的好處，安全測距正成為未來此類應用的重要功能。藍牙技術聯盟亞太暨中國市場總監李佳蓉(圖2)提到，目前藍牙工作小組，會員廠商已經在討論精進安全測距等功能。
圖2 藍牙技術聯盟亞太暨中國市場總監李佳蓉認為藍牙5.3標準導入可選主機控制介面HCI，以提高訊號收發效率。
從技術特點來觀察，百佳泰網通事業發展中心協理張文誠分析，藍牙使用2.4GHz頻段，其波長僅約2公分，加上該頻段應用多元，非法人士可以輕易從無線頻段錄得密碼；相較之下UWB頻寬高達500MHz，要透過採集頻道訊號加以破解，難度大幅提高。目前市場談論的UWB技術在汽車無鑰匙進入的場景應用，UWB主要用於手機與汽車之間的距離測量，而藍牙則用於智慧型手機和汽車之間的所有數據連接和通訊。因此，即使是使用UWB的數位鑰匙解決方案，也需要藍牙技術來確保設備之間的安全通訊。
藍牙5.3標準則導入了一個新的可選主機控制介面(Host Controller Interface, HCI)，使主機能夠指定控制器在與另一設備建立連接時可以接受的最小密鑰大小。李佳蓉強調，控制器用來通知主機現有連接加密設置發生更改的HCI命令經過增強後，加入了更改後連接的密鑰大小，使主機隨後無需為了探索該訊息而查詢控制器以提高訊號收發效率。
UWB/BT互補拓展PAN市場
藍牙與UWB在Apple與三星(Samsung)的支持之下，已經成為未來智慧手機標配技術，藍牙在專長的音訊傳輸應用，5.2版本的LE Audio發表後，可以將TWS無線耳機的使用者經驗再次提高；網狀網路(Mesh)在智慧家庭的控制應用上，將逐步開枝散葉，上述兩個應用與UWB並不衝突。
而在定位與安全性的應用上，藍牙定位技術儘管不夠準確，但還是可以在大範圍的室內空間派上用場，以公尺級的精度為界線；而車鎖或門鎖的應用，則逐漸以UWB為主，如有資料傳輸需求則再搭配藍牙協助。