什么是UWB,它是如何工作的?

与蓝牙和Wi-Fi一样,超宽带 (UWB) 是一种通过无线电波运行的短距离无线通信协议。但与同类产品不同的是,它在非常高的频率下运行——广谱的 GHz 频率——并且可用于捕获高度准确的空间和方向数据。

将 UWB 视为一种连续扫描雷达,可以精确锁定物体、发现其位置并与之通信

UWB 将开启一系列全新的消费者和企业应用。它已经被整合到三星的Galaxy S21+ 和 S21 Ultra 5G中,现在也被整合到新的Galaxy Z Fold3 5G中。它还可能出现在更广泛的计算设备和物联网 (IoT) 外围设备上。

超宽带如何工作?

一旦智能手机、智能手表、智能钥匙或瓷砖等支持 UWB 的设备靠近另一个 UWB 设备,这些设备就会开始“测距”。测距是指计算设备之间的飞行时间(ToF):挑战/响应数据包的往返时间。

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UWB 使用更大的通道带宽 (500MHz) 和短脉冲(每个 2 纳秒)实现更高的精度。UWB 定位过程即时实时跟踪设备的运动。这样做,支持 UWB 的设备可以理解运动和相对位置。

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据生产 Galaxy Note20 Ultra 5G 中采用的 UWB 芯片组的NXP称,UWB 在视距 (LoS) 中提供更高的精度,在非视距 (nLoS) 场景中提供强大的定位能力,并且能够管理许多墙壁、人和其他障碍物通常会阻挡这些信号的环境。使用到达角 (AoA) 技术,UWB 测量的实时精度可提供厘米级的高精度设备定位服务。不仅如此,UWB 设备还可以确定物体是静止的、靠近还是远离。

例如,支持 UWB 的系统知道您是否正在接近一扇上锁的门,并且可以确定您是在门口还是在门口。他们还可以决定当您到达特定位置时是否应锁上锁。在现实世界的场景中,UWB 可以在您的汽车靠近时打开车库,并在您靠近入口通道时解锁您家的门。

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UWB 与 Wi-Fi 和蓝牙有何不同?

当我们想到无线连接技术时,通常会想到蓝牙和 Wi-Fi。但这些技术缺乏 UWB 提供的准确性、定位能力和射频安全性。大多数无线连接技术在技术上都可以提供测距,但 UWB 的性能要优越得多。

UWB 还在无线电频谱的一个单独部分中运行,远离聚集在 2.4GHz 附近的拥挤频带。此外,UWB 可以与其他流行的无线技术如 Wi-Fi、蓝牙和近场通信 (NFC) 共存。

UWB 最显着的优势之一是增加了物理层 (PHY)部分,用于发送和接收数据包。借助目前在 IEEE 802.15.4z 中指定的这一层,可以利用其他技术中不可用的关键安全扩展,从而允许使用诸如密码学和随机数生成等安全技术来阻止攻击者访问 UWB 通信。

企业如何利用 UWB 技术?

UWB技术凭借其精细的精度、快速的传输和高可靠性,有望帮助企业定位在各种环境和流程中移动的人员和物体。

当今劳动力中一个高度相关的用例是社交距离。随着组织安全可靠地返回工作场所,他们还需要考虑物理距离准则。借助 UWB 技术,可穿戴传感器可以在员工离某人太近时提醒他们。

对于任何参与制造的组织来说,UWB 都可能是数字化生产和物流的重要组成部分。现在,人员和物品无需静止不动即可记录;它们也可以是移动的。UWB 可以帮助实现仓库、车间和流程链的无缝数字化,稳定内部流程并优化生产力。

未来我们对 UWB 有什么期待?

UWB 仍然是一项新技术,从事这项工作的公司才刚刚起步。三星是其成员之一的FiRa 联盟一直致力于促进 UWB 技术的采用,并推动对 UWB 标准和认证计划的更新,以确保互操作性。

三星 Galaxy 系列中已经有一些利用 UWB 的令人兴奋的应用程序。例如,用于设备到设备文件传输的新“附近共享”应用程序通过使用 UWB 得到了增强。只需将您的手机指向另一台配备 UWB 的设备,“附近共享”就会自动将该设备列在您的共享面板顶部。

三星还将 UWB 集成到其 SmartThings Find 应用程序中。使用增强现实 (AR) 和直观的指示,您可以精确定位其他配备 UWB 的设备。正如三星在2021 年 1 月 Unpacked中宣布的那样,新的Galaxy SmartTag+将采用 UWB 并且可以连接到几乎任何物品上,因此您甚至可以跟踪没有内置连接的物品。

“多亏了 UWB 和 AR finder,Galaxy SmartTag+ 将通过引导您到其位置来帮助您以前所未有的准确度定位您的物品,”三星全球直销消费者中心的 Elizabeth Lindstrom 解释道。

借助这些支持 UWB 的智能手机,您还可以使用 AR finder 发送虚拟消息,让其他 Galaxy 智能手机用户知道您需要帮助来寻找丢失的物品。

支持 UWB 的数字密钥

在不久的将来,嵌入在 Galaxy Z Fold3 等设备中的 UWB 功能还可以让您自动解锁兼容的车门,而无需拔出钥匙。

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