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一粒金砂(高级)

什么是 UWB,为什么会出现在我的手机中? [复制链接]

在本文中,我们将探讨:

什么是超宽带,

用来做什么的,

超宽带技术是如何在手机中应用的,

这对你意味着什么。

什么是 UWB,您为什么要关心?

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Google IO 2021 Sameer Samat 谈论 Android 12 数字车钥匙

UWB 代表“超宽带”,一种短距离无线通信技术,可实现极其精确的位置跟踪。

支持 UWB 的设备可以以惊人的速度在短距离内发送和接收数据。

大多数情况下,这些“基于脉冲”的无线电波用于通过精确计时无线电脉冲在两个不同设备之间传播所需的时间来测量位置。

UWB 的主要吸引力在于其极高的定位和方向精度。

事实上,UWB 跟踪非常准确,它可以将物体的位置精确到几厘米。

蓝牙、GPS 和其他跟踪方法也很准确,但只有一两米。我们已经看到在Apple AirTag和三星 Galaxy SmartTag Plus 等连接跟踪设备中使用了 UWB 发射器。

我们的看法:个人追踪技术正走向一个精确而危险的新时代

在汽车行业,宝马、奥迪、福特和现代等制造商声称,配备 UWB 的设备有朝一日可以用作安全的数字密钥。

虽然今天已经存在各种形式的无钥匙进入技术,但采用 UWB 将使车辆能够在几厘米内测量遥控钥匙的确切位置——所有这些都是实时的。

与其他无线标准相比,这意味着更高的安全性。

您的汽车将能够识别您何时靠近并自动解锁、打开车灯,甚至启动预配置的个性化设置。

正如我们之前提到的,UWB 芯片可以嵌入到智能手机和智能手表等设备中。

出于方便的原因,这使得该技术具有吸引力,因为您不必随身携带单独的密钥卡。

三星还设想了一个未来,您可以使用支持 UWB 的设备或可穿戴设备使用其数字钥匙平台解锁您的前门。

如果您回想一下基于 NFC 的移动支付如何消除随身携带实体信用卡的需要,很容易看出 UWB 如何被证明具有类似的破坏性。

UWB 技术事实和统计数据

UWB 可以将装备的物体精确跟踪到 3.9 英寸(10 厘米)以内

频率:3.1 - 10.6GHz  _

速度:光的线速度(0 .3  m/ns)

范围:30-600 英尺(10-200 米)

定位精度:  0.1 - 0.5 米(0.33 - 1.64 英尺)

极低的易受干扰性

首次开发:1960 年代

最初受限且仅用于美国政府和军事应用

超宽带技术如何工作?

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超宽带UWB频率图

UWB 与其他无线数据传输的工作方式完全不同。这是一种基于脉冲模式无线电的技术,

可在时域中发送数据,频谱范围为 3.1 和 10.6 GHz。

传统的无线传输改变正弦波的功率、频率和/或相位来编码数据,而不是简单的脉冲。

不过,UWB 使用

超宽带技术可实现精确的位置跟踪

这种基于脉冲的传输的最大好处是可以从接收到的数据中计算飞行时间信息。

UWB 每秒可以发送多达 10 亿个脉冲——每个脉冲都可以根据数据从一个设备传输到另一个设备所需的时间来测量。

一旦您知道信号在两个 UWB 设备之间传输所花费的时间以及数据传输的速度,就可以计算出发射器和接收器之间的距离。

在现实世界中,这意味着 UWB 消除了中继攻击的风险,这种攻击通常由偷车贼使用,包括拦截和转播无线电信号以恶意访问锁定的车辆。

UWB 技术使用飞行时间来准确测量距离,从而实现安全解锁等应用。

如果你认为它听起来有点像声纳,至少在一个非常广泛的层面上,你是对的。

UWB 技术测量无线电 波在两个物体之间移动所需的时间,而声纳测量声波 从其源传播、从物体反弹并返回所需的时间。

它们在很多方面都大不相同——其中之一,Sonar 不传输数据——但基本思想基本相同。

UWB 使用大部分频谱来快速传输数据……

脉冲方法还需要更多的频谱才能可靠地工作,这就是超宽带命名法的原因。

与 5 至 20MHz 的 4G LTE 频段或 20MHz 至 80MHz 的 WiFi(见上文)相比,单个频段的宽度通常为 500MHz。

由于光谱范围广,脉冲数据可以非常快速地发送而不会失去准确性。

UWB 可以达到 4Mbps 到 675Mbps 或更高的数据速率,具体取决于频率。

这比 NFC 的 424Kbps 和蓝牙的标准 2.1Mbps 速度要快得多,但不如Wi-Fi 6可达到的 2Gbps 速度快。

相关: 什么是 NFC,它是如何工作的?

而且它不会干扰其他无线技术,如 Wi-Fi 或蓝牙

通常,无线技术仅限于非常窄的频段以避免相互干扰。

UWB 通过在基本上属于其他无线应用的本底噪声的非常低的功率水平下运行来避免这个问题。

换句话说,频谱很宽,很容易检测,但功率足够低,不会干扰其他信号。

此帖出自RF/无线论坛

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