有新聞報(bào)道稱，特斯拉正在考慮使用超寬帶 (UWB) 技術(shù)來(lái)解鎖其汽車，再加上三星、蘋(píng)果甚至 Tile 使用 UWB 的預(yù)期跟蹤器標(biāo)簽，顯然這項(xiàng)技術(shù)背后有一股突如其來(lái)的動(dòng)力。

本文摘錄了最近一次播客“超寬帶的超寬可能性”中的一段對(duì)話，探討了 UWB 的背景和機(jī)遇，從定義 UWB 帶來(lái)的機(jī)遇到標(biāo)準(zhǔn)化、互操作性和市場(chǎng)采用. 我與 NXP Semiconductors 的安全嵌入式交易副總裁兼總經(jīng)理 Charles Dachs 和 HID Global 的高級(jí)副總裁兼首席技術(shù)官 Ramesh Songukrishnasamy 討論了這些主題。

UWB 出現(xiàn)無(wú)鑰匙汽車遙控鑰匙和跟蹤器標(biāo)簽

在開(kāi)始討論之前，最近的事態(tài)發(fā)展肯定表明采用率可能會(huì)在不久的將來(lái)回升。

1 月，寶馬正式宣布其 BMW Digital Key Plus 將在其全電動(dòng) BMW iX 中推出。使用支持 UWB 的 U1 芯片的 iPhone 用戶可以方便、安全地?zé)o鑰匙進(jìn)入汽車。這利用了短距離、高帶寬 UWB 技術(shù)實(shí)現(xiàn)的安全和精確定位。精度確保了無(wú)線電信號(hào)被干擾或攔截的中繼攻擊是不可能的。Apple 和 BMW 一直與 Car Connectivity Consortium (CCC) 密切合作，為 UWB 建立數(shù)字密鑰規(guī)范 3.0，為汽車行業(yè)提供全球標(biāo)準(zhǔn)。

BMW 的 Digital Key Plus 將在其全電動(dòng) BMW iX 中推出，它使裝有 UWB 功能的 U1 芯片的 iPhone 用戶能夠方便、安全地?zé)o鑰匙進(jìn)入汽車。（圖片：寶馬）

此外，Tesla 還向FCC 提交了一份文件，要求其配備 UWB 在 6489.6-7987.2 MHz 頻率范圍內(nèi)工作、BLE 和無(wú)源 NFC 功能的密鑰卡。這是與其他文件一起提交的，但特斯拉的一份特別提交的文件在被刪除之前可以在網(wǎng)上短暫獲得，其中描述了該設(shè)備包括以下描述：

“該器件是完全集成的單芯片脈沖無(wú)線電超寬帶 (IR-UWB) 低能耗低成本收發(fā)器 IC。該器件支持符合 IEEE 802.15.4 HRP UWB PHY 和 IEEE 草案 802.15.4z-D03 BPRF/HPRF UWB PHY 的幀格式。它專為汽車環(huán)境中的安全測(cè)距應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它可用于 2 向測(cè)距或 TDOA 定位系統(tǒng)，以將資產(chǎn)定位到 10 厘米的精度。它還支持高達(dá) 7.8Mbps 的數(shù)據(jù)傳輸速率。”

它繼續(xù)描述了 UWB 測(cè)距如何根據(jù)飛行時(shí)間測(cè)量提供距離估計(jì)，這使其免受中繼攻擊，這是使用無(wú)鑰匙進(jìn)入遙控鑰匙的汽車的常見(jiàn)挑戰(zhàn)。

UWB 播客亮點(diǎn)

使所有這些發(fā)展成為可能的是 UWB 為智能邊緣設(shè)備提供空間感知的能力。這對(duì)消費(fèi)者和超寬帶生態(tài)系統(tǒng)的訪問(wèn)控制意味著什么？Charles Dachs 和 Ramesh Songukrishnasamy 解釋道。

這在播客中。以下是重點(diǎn)。

UWB 演進(jìn)以及該技術(shù)的作用

多年來(lái)，UWB 技術(shù)是如何發(fā)展的？

查爾斯·達(dá)克斯

Dachs：很多年前，它開(kāi)始作為一種數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，當(dāng)時(shí)正在與 Wi-Fi 和藍(lán)牙等技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)。但從那時(shí)起，UWB 經(jīng)歷了多次轉(zhuǎn)型，從基于 OFDM 的數(shù)據(jù)傳輸通信技術(shù)發(fā)展為 IEEE 規(guī)定的脈沖無(wú)線電技術(shù)。最近，它通過(guò)安全擴(kuò)展和許多保證測(cè)距測(cè)量的完整性和準(zhǔn)確性的東西得到了增強(qiáng)。今天，它實(shí)際上是一種傳感技術(shù)。它提供了獨(dú)特的能力來(lái)提供設(shè)備之間的安全定位能力。

UWB 支持什么？

Dachs：其傳感能力使設(shè)備能夠以非常準(zhǔn)確的方式了解各自相對(duì)于彼此的位置。當(dāng)您向設(shè)備提供該功能時(shí)，它們現(xiàn)在可以基于對(duì)該相對(duì)位置的理解以智能方式進(jìn)行操作。
Ramesh Songukrishnasamy

Songukrishnasamy：它能夠準(zhǔn)確定位相對(duì)位置，并以非常安全的方式進(jìn)行操作。這使得提供一致、無(wú)縫的用戶體驗(yàn)成為可能，例如當(dāng)你打開(kāi)家中的智能鎖、打開(kāi)汽車或進(jìn)入工作區(qū)時(shí)。

在我看來(lái)，與其他射頻技術(shù)相比，超寬帶能夠提高定位能力的準(zhǔn)確性，同時(shí)提高安全性。超寬帶對(duì)射頻干擾也有更強(qiáng)的免疫力，因此在高流量環(huán)境下工作得更好。我認(rèn)為這些功能將在各種用例中實(shí)現(xiàn)更好的無(wú)縫用戶體驗(yàn)，例如在工作場(chǎng)所、醫(yī)院、酒店和家庭中的免提訪問(wèn)控制。我認(rèn)為這是這項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵區(qū)別之一。

在這種情況下，準(zhǔn)確性對(duì)安全訪問(wèn)有何重要意義？

Songukrishnasamy: 它有兩個(gè)重要的作用。對(duì)于安全訪問(wèn)，它是關(guān)于確保是您本人，并且只有您本人，而不是其他人。其次，也是最重要的，是用戶體驗(yàn)。通過(guò)精確定位您所在位置的能力，您可以啟用更高級(jí)的功能，例如意圖檢測(cè)。這意味著如果有人朝門(mén)走去，您可以使用位置軌跡來(lái)確定門(mén)是否應(yīng)該解鎖，然后驗(yàn)證解鎖它的憑據(jù)，因此它變得無(wú)縫。如果是自動(dòng)門(mén)，當(dāng)你走近時(shí)，門(mén)會(huì)自動(dòng)打開(kāi)，然后當(dāng)你離開(kāi)門(mén)外的某個(gè)空間時(shí)，它會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。或者，如果你只是經(jīng)過(guò)門(mén)，通過(guò)觀察到達(dá)的角度和軌跡，它可以說(shuō)確定這個(gè)人，

UWB 與使用藍(lán)牙、Wi-Fi 等其他技術(shù)相比如何？

Dachs：從根本上說(shuō)，物理學(xué)是不同的。Wi-Fi 和藍(lán)牙 LE 依賴于在窄頻率上承載的緩和正弦波，而 UWB 非常短的脈沖信號(hào)在 500 MHz 頻率上運(yùn)行。這種物理上的根本差異意味著藍(lán)牙 LE、Wi-Fi 本質(zhì)上更容易受到環(huán)境因素的影響。而 UWB 受益于脈沖信號(hào)保持其準(zhǔn)確性這一事實(shí)，即使設(shè)備之間的距離增加。

Songukrishnasamy：在標(biāo)準(zhǔn)方面，由于我們從 UWB 的特定用例開(kāi)始，作為一個(gè)聯(lián)盟，我們能夠定義某些標(biāo)準(zhǔn)、某些性能要求，這些要求是專門(mén)針對(duì)物理訪問(wèn)控制或免提訪問(wèn)的互操作性要求。我認(rèn)為這與 UWB 不同，與其他 RF 技術(shù)相比，采用 UWB 可以實(shí)現(xiàn)更無(wú)縫、更安全的訪問(wèn)（起源于不同的環(huán)境，但后來(lái)適應(yīng)了物理訪問(wèn)世界）。

如何解決互操作性問(wèn)題？這將是市場(chǎng)采用的關(guān)鍵。

Songukrishnasamy：我認(rèn)為互操作性和強(qiáng)大的生態(tài)系統(tǒng)是采用任何新技術(shù)的關(guān)鍵。如果沒(méi)有互操作性，我們就無(wú)法在不同制造商制造的不同設(shè)備上實(shí)現(xiàn)一致的用戶體驗(yàn)，我們也無(wú)法擴(kuò)展。這就是為什么我們?cè)谛袠I(yè)領(lǐng)導(dǎo)者和技術(shù)提供商的幫助下成立了 FiRa 聯(lián)盟，以促進(jìn) UWB 并確保互操作性。隨著技術(shù)的發(fā)展，這確實(shí)保證或至少保證您購(gòu)買的設(shè)備可以與多部手機(jī)或其他端點(diǎn)設(shè)備一起使用。

Dachs：確保您提供這種獨(dú)特且一致的體驗(yàn)對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō)將是關(guān)鍵。另一個(gè)原因是，在一個(gè)廣泛的生態(tài)系統(tǒng)中，行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者開(kāi)始部署和制造具有這種能力的設(shè)備。這就是我們現(xiàn)在在移動(dòng)和汽車領(lǐng)域看到的情況。

我們?cè)跇?biāo)準(zhǔn)化方面處于什么位置？

Dachs：我可以快速給出標(biāo)準(zhǔn)化的三個(gè)分支。IEEE 就是其中之一。在過(guò)去的兩年里，有很多活動(dòng)將原始 IEEE 擴(kuò)展到具有安全性的寬帶標(biāo)準(zhǔn)，并且還進(jìn)行了增強(qiáng)，以提高測(cè)距測(cè)量的完整性和準(zhǔn)確性。在專門(mén)針對(duì)免提訪問(wèn)用例的 Car Connectivity Consortium 中，該標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)已與 Digital Key Release 3.0 規(guī)范一起到位。這將啟用被動(dòng)位置感知無(wú)鑰匙訪問(wèn)。然后，我們與 HID、ASSA ABLOY 和三星一起在 2019 年共同發(fā)起了 FiRa 計(jì)劃，該計(jì)劃現(xiàn)在確保我們?cè)谄囋L問(wèn)或汽車生態(tài)系統(tǒng)之外兌現(xiàn)這一互操作性承諾。

FiRa 現(xiàn)在有 50 多名成員。它立即關(guān)注 PHY 和 MAC 技術(shù)要求和規(guī)范，以便可以在實(shí)際上已經(jīng)最終確定的 IEEE 標(biāo)準(zhǔn)中定義的標(biāo)準(zhǔn)之上構(gòu)建用例。然后它開(kāi)始為用例開(kāi)發(fā)規(guī)范，訪問(wèn)是第一個(gè)重點(diǎn)關(guān)注領(lǐng)域。現(xiàn)在正在組建更多工作組，以解決無(wú)法訪問(wèn)的各種用例。

市場(chǎng)采用

一旦我們?cè)谑謾C(jī)和門(mén)鎖等某些設(shè)備中使用了 UWB，那么接下來(lái)會(huì)發(fā)生什么，因?yàn)槟劦搅藷o(wú)縫的用戶體驗(yàn)？

Songukrishnasamy：由于其精細(xì)的測(cè)距能力，我們相信它將支持許多新的基于位置的服務(wù)，無(wú)論是在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的訪問(wèn)還是設(shè)備到設(shè)備通信，無(wú)論是在消費(fèi)電子領(lǐng)域，還是在工業(yè)應(yīng)用中. 這是我們非常興奮的事情，因?yàn)?UWB 技術(shù)在管理對(duì)物理和數(shù)字場(chǎng)所、事物和身份的訪問(wèn)方面的潛力是我們?cè)S多產(chǎn)品的基礎(chǔ)。

Dachs：除此之外，我們感興趣的具體示例包括室內(nèi)導(dǎo)航、工業(yè)環(huán)境中服務(wù)的實(shí)時(shí)定位、公共交通服務(wù)的票證驗(yàn)證、完整的免提移動(dòng)支付體驗(yàn)，基本上你步行就可以付費(fèi)從您的購(gòu)物體驗(yàn)中查看的區(qū)域；社交距離、虛擬現(xiàn)實(shí)、游戲應(yīng)用程序。

那里確實(shí)有非常廣泛的有趣用例。例如，在家中，基本上可以通過(guò)讓音樂(lè)跟隨你從一個(gè)房間到另一個(gè)房間來(lái)改善音頻體驗(yàn)。

UWB 生態(tài)系統(tǒng)的下一步是什么？

Songukrishnasamy：隨著 UWB 幾乎從零開(kāi)始，幾乎沒(méi)有遺留問(wèn)題需要處理，這將是關(guān)于我們?nèi)绾味x標(biāo)準(zhǔn)，如何實(shí)現(xiàn)互操作性，我們可以在多大范圍內(nèi)構(gòu)建這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，這真的是關(guān)鍵. 在我們發(fā)言時(shí)，我們看到正在進(jìn)行的工作開(kāi)始發(fā)生。這為該行業(yè)的主要參與者提供了非常高的信心，可以聯(lián)合起來(lái)在他們的產(chǎn)品或產(chǎn)品中創(chuàng)造更令人愉快的用戶體驗(yàn)。

其次，我認(rèn)為人們對(duì)安全和數(shù)據(jù)隱私的認(rèn)識(shí)和需求都在提高。這項(xiàng)技術(shù) (UWB) 將實(shí)現(xiàn)這些方面的某些方面或克服其他射頻技術(shù)的某些缺點(diǎn)。第三個(gè)是能夠在不同的設(shè)備和不同的端點(diǎn)中從一個(gè)地方到另一個(gè)地方的多功能應(yīng)用程序。如果我們能夠創(chuàng)建一致的用戶交互和用戶體驗(yàn)，我認(rèn)為這將使采用更廣泛、更快。

Dachs：除此之外，讓我非常有信心的是，這不僅僅是一個(gè)實(shí)驗(yàn)，我們?cè)诓煌拇怪毙袠I(yè)中對(duì) UWB 可以為他們帶來(lái)什么產(chǎn)生了濃厚的興趣。它得到了一些真正大公司的認(rèn)可——在最終技術(shù)方面，除非一些非常大的參與者投資，否則不會(huì)達(dá)到規(guī)模。如果你看看汽車領(lǐng)域的品牌，那些一直在大聲疾呼的品牌，比如大陸、寶馬、大眾、博世；在移動(dòng)領(lǐng)域，蘋(píng)果、三星、小米；在訪問(wèn)空間中，ASSA ABLOY、HID 等。這些不是小玩家，他們是各自行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者。他們正在與業(yè)內(nèi)其他參與者合作創(chuàng)建這個(gè)更廣泛的生態(tài)系統(tǒng)，這一事實(shí)讓我對(duì)這里充滿信心。

收聽(tīng)作為 NXP Smarter World 播客的一部分制作的完整播客，請(qǐng)單擊此處：“超寬帶的超寬可能性”。

審核編輯 黃昊宇