超宽带 (UWB) 的采用速度加快

有新闻报道称，特斯拉正在考虑使用超宽带 (UWB) 技术来解锁其汽车，再加上三星、苹果甚至 Tile 使用 UWB 的预期跟踪器标签，显然这项技术背后有一股突如其来的动力。

本文摘录了最近一次播客“超宽带的超宽可能性”中的一段对话，探讨了 UWB 的背景和机遇，从定义 UWB 带来的机遇到标准化、互操作性和市场采用. 我与 NXP Semiconductors 的安全嵌入式交易副总裁兼总经理 Charles Dachs 和 HID Global 的高级副总裁兼首席技术官 Ramesh Songukrishnasamy 讨论了这些主题。

UWB 出现无钥匙汽车遥控钥匙和跟踪器标签

在开始讨论之前，最近的事态发展肯定表明采用率可能会在不久的将来回升。

1 月，宝马正式宣布其 BMW Digital Key Plus 将在其全电动 BMW iX 中推出。使用支持 UWB 的 U1 芯片的 iPhone 用户可以方便、安全地无钥匙进入汽车。这利用了短距离、高带宽 UWB 技术实现的安全和精确定位。精度确保了无线电信号被干扰或拦截的中继攻击是不可能的。Apple 和 BMW 一直与 Car Connectivity Consortium (CCC) 密切合作，为 UWB 建立数字密钥规范 3.0，为汽车行业提供全球标准。

BMW 的 Digital Key Plus 将在其全电动 BMW iX 中推出，它使装有 UWB 功能的 U1 芯片的 iPhone 用户能够方便、安全地无钥匙进入汽车。（图片：宝马）

此外，Tesla 还向FCC 提交了一份文件，要求其配备 UWB 在 6489.6-7987.2 MHz 频率范围内工作、BLE 和无源 NFC 功能的密钥卡。这是与其他文件一起提交的，但特斯拉的一份特别提交的文件在被删除之前可以在网上短暂获得，其中描述了该设备包括以下描述：

“该器件是完全集成的单芯片脉冲无线电超宽带 (IR-UWB) 低能耗低成本收发器 IC。该器件支持符合 IEEE 802.15.4 HRP UWB PHY 和 IEEE 草案 802.15.4z-D03 BPRF/HPRF UWB PHY 的帧格式。它专为汽车环境中的安全测距应用而设计。它可用于 2 向测距或 TDOA 定位系统，以将资产定位到 10 厘米的精度。它还支持高达 7.8Mbps 的数据传输速率。”

它继续描述了 UWB 测距如何根据飞行时间测量提供距离估计，这使其免受中继攻击，这是使用无钥匙进入遥控钥匙的汽车的常见挑战。

UWB 播客亮点

使所有这些发展成为可能的是 UWB 为智能边缘设备提供空间感知的能力。这对消费者和超宽带生态系统的访问控制意味着什么？Charles Dachs 和 Ramesh Songukrishnasamy 解释道。

这在播客中。以下是重点。

UWB 演进以及该技术的作用

多年来，UWB 技术是如何发展的？

查尔斯·达克斯

Dachs：很多年前，它开始作为一种数据传输技术，当时正在与 Wi-Fi 和蓝牙等技术竞争。但从那时起，UWB 经历了多次转型，从基于 OFDM 的数据传输通信技术发展为 IEEE 规定的脉冲无线电技术。最近，它通过安全扩展和许多保证测距测量的完整性和准确性的东西得到了增强。今天，它实际上是一种传感技术。它提供了独特的能力来提供设备之间的安全定位能力。

UWB 支持什么？

Dachs：其传感能力使设备能够以非常准确的方式了解各自相对于彼此的位置。当您向设备提供该功能时，它们现在可以基于对该相对位置的理解以智能方式进行操作。
Ramesh Songukrishnasamy

Songukrishnasamy：它能够准确定位相对位置，并以非常安全的方式进行操作。这使得提供一致、无缝的用户体验成为可能，例如当你打开家中的智能锁、打开汽车或进入工作区时。

在我看来，与其他射频技术相比，超宽带能够提高定位能力的准确性，同时提高安全性。超宽带对射频干扰也有更强的免疫力，因此在高流量环境下工作得更好。我认为这些功能将在各种用例中实现更好的无缝用户体验，例如在工作场所、医院、酒店和家庭中的免提访问控制。我认为这是这项技术的关键区别之一。

在这种情况下，准确性对安全访问有何重要意义？

Songukrishnasamy: 它有两个重要的作用。对于安全访问，它是关于确保是您本人，并且只有您本人，而不是其他人。其次，也是最重要的，是用户体验。通过精确定位您所在位置的能力，您可以启用更高级的功能，例如意图检测。这意味着如果有人朝门走去，您可以使用位置轨迹来确定门是否应该解锁，然后验证解锁它的凭据，因此它变得无缝。如果是自动门，当你走近时，门会自动打开，然后当你离开门外的某个空间时，它会自动关闭。或者，如果你只是经过门，通过观察到达的角度和轨迹，它可以说确定这个人，

UWB 与使用蓝牙、Wi-Fi 等其他技术相比如何？

Dachs：从根本上说，物理学是不同的。Wi-Fi 和蓝牙 LE 依赖于在窄频率上承载的缓和正弦波，而 UWB 非常短的脉冲信号在 500 MHz 频率上运行。这种物理上的根本差异意味着蓝牙 LE、Wi-Fi 本质上更容易受到环境因素的影响。而 UWB 受益于脉冲信号保持其准确性这一事实，即使设备之间的距离增加。

Songukrishnasamy：在标准方面，由于我们从 UWB 的特定用例开始，作为一个联盟，我们能够定义某些标准、某些性能要求，这些要求是专门针对物理访问控制或免提访问的互操作性要求。我认为这与 UWB 不同，与其他 RF 技术相比，采用 UWB 可以实现更无缝、更安全的访问（起源于不同的环境，但后来适应了物理访问世界）。

如何解决互操作性问题？这将是市场采用的关键。

Songukrishnasamy：我认为互操作性和强大的生态系统是采用任何新技术的关键。如果没有互操作性，我们就无法在不同制造商制造的不同设备上实现一致的用户体验，我们也无法扩展。这就是为什么我们在行业领导者和技术提供商的帮助下成立了 FiRa 联盟，以促进 UWB 并确保互操作性。随着技术的发展，这确实保证或至少保证您购买的设备可以与多部手机或其他端点设备一起使用。

Dachs：确保您提供这种独特且一致的体验对于消费者来说将是关键。另一个原因是，在一个广泛的生态系统中，行业领导者开始部署和制造具有这种能力的设备。这就是我们现在在移动和汽车领域看到的情况。

我们在标准化方面处于什么位置？

Dachs：我可以快速给出标准化的三个分支。IEEE 就是其中之一。在过去的两年里，有很多活动将原始 IEEE 扩展到具有安全性的宽带标准，并且还进行了增强，以提高测距测量的完整性和准确性。在专门针对免提访问用例的 Car Connectivity Consortium 中，该标准现已与 Digital Key Release 3.0 规范一起到位。这将启用被动位置感知无钥匙访问。然后，我们与 HID、ASSA ABLOY 和三星一起在 2019 年共同发起了 FiRa 计划，该计划现在确保我们在汽车访问或汽车生态系统之外兑现这一互操作性承诺。

FiRa 现在有 50 多名成员。它立即关注 PHY 和 MAC 技术要求和规范，以便可以在实际上已经最终确定的 IEEE 标准中定义的标准之上构建用例。然后它开始为用例开发规范，访问是第一个重点关注领域。现在正在组建更多工作组，以解决无法访问的各种用例。

市场采用

一旦我们在手机和门锁等某些设备中使用了 UWB，那么接下来会发生什么，因为您谈到了无缝的用户体验？

Songukrishnasamy：由于其精细的测距能力，我们相信它将支持许多新的基于位置的服务，无论是在物联网应用中的访问还是设备到设备通信，无论是在消费电子领域，还是在工业应用中. 这是我们非常兴奋的事情，因为 UWB 技术在管理对物理和数字场所、事物和身份的访问方面的潜力是我们许多产品的基础。

Dachs：除此之外，我们感兴趣的具体示例包括室内导航、工业环境中服务的实时定位、公共交通服务的票证验证、完整的免提移动支付体验，基本上你步行就可以付费从您的购物体验中查看的区域；社交距离、虚拟现实、游戏应用程序。

那里确实有非常广泛的有趣用例。例如，在家中，基本上可以通过让音乐跟随你从一个房间到另一个房间来改善音频体验。

UWB 生态系统的下一步是什么？

Songukrishnasamy：随着 UWB 几乎从零开始，几乎没有遗留问题需要处理，这将是关于我们如何定义标准，如何实现互操作性，我们可以在多大范围内构建这个生态系统，这真的是关键. 在我们发言时，我们看到正在进行的工作开始发生。这为该行业的主要参与者提供了非常高的信心，可以联合起来在他们的产品或产品中创造更令人愉快的用户体验。

其次，我认为人们对安全和数据隐私的认识和需求都在提高。这项技术 (UWB) 将实现这些方面的某些方面或克服其他射频技术的某些缺点。第三个是能够在不同的设备和不同的端点中从一个地方到另一个地方的多功能应用程序。如果我们能够创建一致的用户交互和用户体验，我认为这将使采用更广泛、更快。

Dachs：除此之外，让我非常有信心的是，这不仅仅是一个实验，我们在不同的垂直行业中对 UWB 可以为他们带来什么产生了浓厚的兴趣。它得到了一些真正大公司的认可——在最终技术方面，除非一些非常大的参与者投资，否则不会达到规模。如果你看看汽车领域的品牌，那些一直在大声疾呼的品牌，比如大陆、宝马、大众、博世；在移动领域，苹果、三星、小米；在访问空间中，ASSA ABLOY、HID 等。这些不是小玩家，他们是各自行业的领导者。他们正在与业内其他参与者合作创建这个更广泛的生态系统，这一事实让我对这里充满信心。

收听作为 NXP Smarter World 播客的一部分制作的完整播客，请单击此处：“超宽带的超宽可能性”。

审核编辑 黄昊宇