Технология UWB (Ultra Wideband) становится все более популярной и уже применяется в некоторых смартфонах, локаторах и цифровых ключах для автомобилей.
В отличие от Bluetooth, она служит не для передачи данных, а для очень точного определения расстояния и направления относительно совместимых устройств, находящихся поблизости. Благодаря этому телефон может не только обнаружить локатор или другое оборудование, но и указать, в какую сторону нужно идти и как далеко находится потерянный предмет.
Время от времени в мобильные устройства приходят технологии, которые меняют способ использования смартфонов. Bluetooth освободил пользователей от кабелей при прослушивании музыки и подключении телефона к аксессуарам, Wi-Fi обеспечил удобный доступ в интернет, а NFC распространил бесконтактные платежи телефоном и быстрое сопряжение выбранных устройств. UWB развивает эти возможности в другом направлении: помогает устройствам «понять», где именно они находятся относительно друг друга.
Содержание
Что такое UWB (Ultra Wideband)?
UWB — это аббревиатура от Ultra Wideband, то есть сверхширокополосной связи. Это беспроводная технология связи ближнего радиуса действия, которая использует очень широкий диапазон частот для передачи коротких импульсов и выполнения точных измерений расстояния между обменивающимися данными устройствами. В технических материалах можно встретить термин UWB technology, но для пользователя наиболее важным является его практическое применение: устройство может рассчитать, как далеко находится другое совместимое оборудование.
UWB не является преемником Bluetooth и не способом ускорить Wi-Fi. Хотя UWB communication также может использоваться для обмена небольшими объемами данных, в смартфонах она обычно применяется для измерения расстояния, направления и определения близости. В телефоне за это отвечает специальный чип, называемый UWB chip. Чтобы функция работала, другое оборудование — например, локатор, автомобиль или умный замок — также должно поддерживать соответствующий стандарт.
Стоит отличать UWB от GPS. GPS помогает определить положение на карте и хорошо работает на улице, когда телефон имеет связь со спутниками. UWB работает на коротком расстоянии и наиболее полезен, когда пользователь уже находится близко к искомому устройству. Таким образом, он не заменяет GPS-локацию, а дополняет ее точными измерениями в непосредственной близости.
Как работает технология UWB в телефоне?
Принцип работы UWB основан на измерении времени, за которое радиосигнал UWB перемещается между двумя устройствами. Радиоволны движутся с очень высокой, постоянной скоростью, поэтому даже небольшая разница во времени позволяет вычислить расстояние. Этот механизм называется Time of Flight (ToF), то есть время пролета сигнала.
Устройства также могут обмениваться сообщениями в обоих направлениях. Такой метод измерения называется Two-Way Ranging (TWR). Телефон отправляет сигнал, совместимый локатор или другое оборудование отвечает, а система анализирует время всего обмена. Благодаря этому устройствам для измерения расстояния не нужно «видеть» друг друга на карте — достаточно того, что они могут провести соответствующее радиоизмерение.
В некоторых решениях также возможно определить направление. Механизмы, известные как Angle of Arrival (AoA), помогают оценить, с какой стороны приходит сигнал. Именно на этой основе приложение может показать стрелку, ведущую к потерянному предмету. Однако точность локации зависит от возможностей конкретных устройств, расположения антенн, препятствий и используемого программного обеспечения. В спецификациях UWB можно встретить точность, достигающую около 10 см, но это не означает, что каждый телефон покажет идентичный результат в любом помещении.
Технологии, которые меняют аксессуары GSM
UWB против Bluetooth, GPS и NFC – основные отличия
Беспроводные технологии в телефоне имеют разные задачи, поэтому сравнение их исключительно по дальности действия может привести к недоразумениям. Bluetooth Low Energy (BLE) позволяет обнаруживать ближайшие аксессуары и поддерживать с ними энергоэффективное соединение. Он используется, в частности, в наушниках, смарт-часах и локаторах. Он может подсказать, что устройство находится поблизости, но не всегда точно укажет его местоположение.
UWB дает большую уверенность в ситуации, когда важны местоположение и расстояние. Вместо того чтобы полагаться исключительно на силу принимаемого сигнала, он может выполнять точные измерения времени его прохождения. Это важно в квартире, офисе или на парковке, где отражения от стен, мебели или автомобилей могут затруднять оценку местоположения.
GPS хорошо работает для наружной локации и отслеживания маршрута, но в помещениях его точность обычно снижается. NFC, напротив, работает на расстоянии нескольких сантиметров и служит в основном для быстрого подтверждения взаимодействия — примерами являются бесконтактные платежи или считывание данных с метки. UWB не заменяет ни одну из этих технологий. Он может работать рядом с ними, и во многих решениях Bluetooth LE или NFC помогают начать связь, в то время как UWB затем отвечает за точное позиционирование.
Внутреннее позиционирование, дальность действия и определение местоположения UWB
Внутреннее позиционирование — это определение положения устройства внутри зданий, где сигнал GPS бывает слишком слабым или неточным. В потребительской версии его проще всего увидеть при поиске трекера, прикрепленного к ключам, рюкзаку или чемодану. Когда телефон и трекер поддерживают UWB, приложение может показывать расстояние и направления. Пользователю не нужно обыскивать всю комнату — он может следовать указаниям, пока не найдет нужное место.
Такие решения относятся к области, называемой Indoor positioning and tracking. В более расширенной форме они функционируют как системы отслеживания местоположения в реальном времени, используемые, например, на складах, в больницах или на производственных предприятиях. В этом случае они требуют дополнительной инфраструктуры: передатчиков, приемников или референсных точек, расположенных в здании. Телефон с UWB сам по себе не превращает каждый офис в систему позиционирования — для полноценного внутреннего позиционирования требуются совместимые устройства для внутреннего определения местоположения и соответствующее программное обеспечение.
В домашних условиях применение проще. Телефон напрямую связывается с трекером, благодаря чему может служить практичным инструментом для расчета расстояния. Не нужно покупать отдельные устройства для измерения местоположения или устанавливать дополнительные датчики. Однако условием остается совместимость обоих устройств и доступность функций в данной экосистеме.
Применение технологии UWB в смартфонах
Самые узнаваемые UWB applications касаются поиска предметов. Локатор, прикрепленный к ключам, багажу или рюкзаку, может использовать Bluetooth и сеть устройств производителя, чтобы помочь определить общую локацию. Когда пользователь находится близко, UWB location tracking может взять на себя роль точного “навигатора” и указать направление к метке. Это удобное решение, но стоит помнить, что не каждый Bluetooth-локатор имеет модуль UWB.
Ищете локатор для ключей, багажа или кошелька?
Второе важное применение — это secure keyless entry, то есть безопасный бесключевой доступ. Совместимый телефон может быть цифровым ключом для автомобиля или интеллектуального замка. Точное измерение расстояния помогает системе отличить ситуацию, в которой пользователь фактически стоит у двери, от попытки передачи сигнала с большего расстояния. По этой причине устройства UWB все чаще появляются и в автомобильной промышленности.
Технология UWB для потребителей также может поддерживать умный дом, автоматические сценарии, запускаемые вблизи определенных устройств, а также взаимодействие с бытовой электроникой. В свою очередь, UWB applications in logistics включают Asset Tracking, то есть отслеживание местоположения товаров, тележек или оборудования на складах. В медицине аналогичные решения могут помогать в локализации оборудования и организации работы. Это более широкий контекст этой технологии, но в телефоне наиболее важными остаются удобный поиск вещей и безопасный доступ.
Устойчив ли UWB к помехам и работает ли он через стены?
В технических описаниях можно встретить термин помехоустойчивость UWB. Это не означает, что технология полностью невосприимчива к помехам или препятствиям. UWB использует широкий диапазон и анализирует время прихода сигналов, что может облегчить отделение правильного сигнала от отражений. Именно поэтому она подходит для точного позиционирования в закрытых помещениях, где радиоволны отражаются от различных поверхностей.
Тем не менее, радиус действия UWB и точность измерения не являются постоянными. Стены, металлические элементы, мебель, тело пользователя, положение телефона, состояние батареи локатора и конструкция антенн могут влиять на результат. Сигналы, получаемые устройствами, могут поступать по разным путям, и система должна выбрать правильную информацию для измерения. Поэтому сообщения в приложении следует рассматривать как помощь в поиске предмета, а не как геодезический инструмент.
Также следует помнить, что UWB работает на коротком расстоянии. Она не предназначена для отслеживания объекта по всему городу без дополнительных механизмов. Когда вещь находится далеко, важны сеть определения местоположения производителя, Bluetooth и данные о последней известной позиции. Только после приближения к предмету технология UWB может обеспечить точное определение местоположения.
Устройства UWB – как проверить совместимость и стоит ли оно того?
Информацию о UWB лучше всего искать в официальных спецификациях телефона. Производители могут описывать эту функцию как Ultra Wideband, UWB, чип UWB, точное определение местоположения или цифровой ключ. Само по себе наличие Bluetooth, NFC или GPS еще не означает, что мобильное устройство поддерживает UWB. Технология чаще встречается в избранных телефонах высокого класса, но доступность зависит от марки, модели и рынка.
Стоит также проверить второй элемент комплекта. Чтобы телефон мог вести пользователя к локатору, оба устройства должны поддерживать совместимые стандарты UWB. Необходимо также проверить требования приложения, версию системы и возможные региональные ограничения. Это правило также относится к цифровым ключам: телефон, автомобиль или замок должны быть совместимы с одной и той же службой.
Стоит ли покупать телефон с UWB? Для человека, который использует совместимый локатор, цифровой ключ или развитый умный дом, ответ часто звучит: да. Функция не является необходимой для повседневного использования смартфона, но она может сэкономить время в банальных, но раздражающих ситуациях — когда ключи исчезают между подушками, рюкзак остается в другой комнате, а телефон должен помочь найти предмет, а не просто подтвердить, что он находится где-то поблизости.
Технологии и аксессуары GSM на практике
Если вы хотите лучше понять технологии, используемые в современных мобильных устройствах, вы находитесь в правильном месте. В блоге Partner Tele.com мы публикуем практические руководства о смартфонах, аксессуарах GSM, стандартах зарядки, беспроводной связи и решениях, которые стоит знать при расширении предложения.
Независимо от того, интересуют ли вас локаторы, повербанки, автомобильные держатели, защитные чехлы или новые функции смартфонов, мы сосредоточены на конкретной информации, полезных сравнениях и актуальных тенденциях. Как оптовый поставщик аксессуаров GSM, мы помогаем лучше понимать продукты и выбирать решения, соответствующие потребностям клиентов.
