Внедрение сверхширокополосной связи (СШП) набирает обороты

В новостях, в которых говорится, что Tesla рассматривает возможность использования сверхширокополосной (UWB) технологии для разблокировки своих автомобилей, а также ожидаемых тегов трекера от Samsung, Apple и даже Tile, использующих UWB, очевидно, что эта технология внезапно набирает обороты.

В этой статье представлены отрывки из разговора во время недавнего подкаста «Сверхширокие возможности сверхширокополосной связи», в котором исследуются предыстория и возможности UWB, начиная от определения возможностей, предоставляемых UWB, до стандартизации, взаимодействия и рыночного внедрения. . Я обсуждаю эти темы с Чарльзом Даксом, вице-президентом и генеральным менеджером по защищенным встроенным транзакциям в NXP Semiconductors, и Рамешем Сонгукришнасами, старшим вице-президентом и техническим директором HID Global.

Автомобильные брелоки без ключа и теги трекера появляются вместе с UWB

Прежде чем перейти к разговору, недавние события определенно указывают на то, что скорость принятия, вероятно, вырастет в самом ближайшем будущем.

В январе BMW официально анонсировала свой BMW Digital Key Plus, который будет запущен в полностью электрическом BMW iX. Пользователи iPhone с микросхемой U1 с поддержкой UWB могут удобно и безопасно получить доступ к автомобилю без ключа. Это позволяет использовать безопасную и точную локализацию, обеспечиваемую технологией UWB с малым радиусом действия и высокой пропускной способностью. Точность гарантирует невозможность ретрансляционных атак, когда радиосигнал блокируется или перехватывается. Apple и BMW тесно сотрудничают с Car Connectivity Consortium (CCC), чтобы установить спецификацию Digital Key 3.0 для UWB, обеспечивая глобальный стандарт для автомобильной промышленности.

Кроме того, Tesla подала в FCC документ на брелок с UWB, работающим в диапазоне частот 6489,6–7987,2 МГц, с возможностями BLE и пассивного NFC. Это было подано вместе с другими документами, но одно конкретное представление от Tesla, которое было на короткое время доступно в Интернете, прежде чем было удалено, с описанием устройства включало следующее описание:

«Устройство представляет собой полностью интегрированную однокристальную ИС низкоэнергетического недорогого трансивера Impulse Radio Ultra Wideband (IR-UWB). Устройство поддерживает форматы кадров, соответствующие стандартам IEEE 802.15.4 HRP UWB PHY и IEEE draft 802.15.4z-D03 BPRF / HPRF UWB PHY. Он разработан для приложений безопасного определения дальности в автомобильной среде. Его можно использовать в двухсторонних системах определения дальности или в системах определения местоположения TDOA для определения местоположения объектов с точностью до 10 см. Он также поддерживает скорость передачи данных до 7,8 Мбит / с ».

Далее описывается, как СШП-ранжирование обеспечивает оценку расстояния на основе измерения времени полета, что делает его невосприимчивым к атакам ретранслятора, что является распространенной проблемой для автомобилей, использующих брелоки бесключевого доступа.

Основные подкасты UWB

Все эти разработки возможны благодаря способности UWB обеспечивать пространственную осведомленность для интеллектуальных периферийных устройств. Что это означает для контроля доступа потребителя и для сверхширокополосной экосистемы? Чарльз Дакс и Рамеш Сонгукришнасами объясняют.

Об этом в подкасте. Вот основные моменты.

Эволюция СШП и возможности этой технологии

Как развивалась технология СШП с годами?

Таксы :Много лет назад он начинался как технология передачи данных и в то время конкурировал с такими технологиями, как Wi-Fi и Bluetooth. Но с тех пор UWB претерпел несколько преобразований, превратившись из технологии передачи данных на основе OFDM в технологию импульсной радиосвязи, которая определена в IEEE. А недавно в него были добавлены расширения безопасности и ряд вещей, которые гарантируют целостность и точность измерений дальности. Сегодня это действительно сенсорная технология. Он предоставляет уникальную возможность обеспечивать возможности безопасного определения местоположения устройств относительно друг друга.

Что поддерживает UWB?

Таксы :Его способность распознавания позволяет устройствам очень точно определять свое местоположение по отношению друг к другу. Когда вы предоставляете такую ​​возможность устройствам, они теперь могут действовать разумно, исходя из их понимания этого относительного местоположения.

Сонгукришнасамы :Это позволяет делать такие вещи, как точное определение относительного положения, а также делать это очень надежно. Это позволяет обеспечить единообразие и удобство взаимодействия с пользователем - например, когда вы разблокируете интеллектуальный замок в своем доме, или разблокируете автомобиль, или получаете доступ к своему рабочему месту.

На мой взгляд, UWB обеспечивает более высокий уровень точности в возможностях позиционирования наряду с повышенной безопасностью по сравнению с другими радиочастотными технологиями. Кроме того, СШП более устойчив к радиочастотным помехам, поэтому он намного лучше работает в условиях высокого трафика. Я думаю, что эти возможности обеспечат гораздо лучший беспроблемный пользовательский интерфейс в различных сценариях использования, таких как управление доступом без помощи рук на рабочем месте, в больницах, гостиницах, домах. Я считаю, что это одно из ключевых отличий этой технологии.

Насколько важна точность для безопасного доступа в этом контексте?

Сонгукришнасамы :Он играет две важные роли. Для обеспечения безопасного доступа необходимо убедиться, что это вы, и только вы, а не кто-то еще. Во-вторых, что наиболее важно, это пользовательский опыт. Имея возможность определять, где именно вы находитесь, вы можете включить более продвинутые возможности, такие как обнаружение намерений. Это означает, что если кто-то идет к двери, вы используете траекторию местоположения, чтобы определить, следует ли открывать дверь, а затем проверяете учетные данные, чтобы открыть ее, чтобы она стала бесшовной. А если это автоматическая дверь, при приближении она автоматически открывается, а затем, как только вы выходите из определенного места за дверью, она автоматически закрывается. Или, если вы просто проходите мимо двери, глядя на угол прибытия и траекторию, можно сказать, что этот человек, даже если у него или нее есть действующие цифровые учетные данные, не собирается открывать дверь, поэтому Я не собираюсь открывать эту дверь.

Чем отличается UWB от использования других технологий, таких как Bluetooth и Wi-Fi?

Таксы :В принципе физика другая. Wi-Fi и Bluetooth LE полагаются на замедленную синусоидальную волну, передаваемую на узкой частоте, тогда как СШП - очень короткий импульсный сигнал, работающий на частоте более 500 МГц. Это фундаментальное различие в физике означает, что Bluetooth LE и Wi-Fi по своей природе более восприимчивы к факторам окружающей среды. В то время как UWB выигрывает от того факта, что импульсный сигнал сохраняет свою точность даже при увеличении расстояния между устройствами.

Сонгукришнасамы: Что касается стандартов, поскольку мы начинаем с конкретного варианта использования UWB, как консорциум мы можем определить определенные стандарты, определенные требования к производительности, которые являются требованиями совместимости исключительно для контроля физического доступа или доступа без помощи рук. Это, на мой взгляд, отличает СШП и внедрение СШП для обеспечения более плавного и безопасного доступа по сравнению с другими радиочастотными технологиями (которые возникли в другом контексте, но затем были адаптированы в мире физического доступа).

Как решается вопрос совместимости? Это будет ключом к внедрению на рынке.

Сонгукришнасамы :Я думаю, что совместимость и надежная экосистема действительно являются ключевыми факторами для принятия любых новых технологий. Без взаимодействия мы не сможем добиться единообразия взаимодействия с пользователем на разных устройствах, изготовленных разными производителями, и не сможем масштабироваться. Вот почему мы создали консорциум FiRa с помощью лидеров отрасли и поставщиков технологий для продвижения UWB и обеспечения взаимодействия. Это действительно гарантирует или, по крайней мере, дает уверенность в том, что приобретаемое вами устройство может работать с несколькими мобильными телефонами или другими конечными устройствами по мере развития технологий.

Таксы :Убедиться, что вы предоставляете этот уникальный и последовательный опыт, будет ключевым для потребителя. Во-вторых, в обширной экосистеме лидеры отрасли начинают развертывать и производить устройства, обладающие такой возможностью. Именно это мы наблюдаем сейчас в мобильной и автомобильной индустрии.

Где мы находимся в плане стандартизации?

Таксы :Я могу быстро выделить три ветви стандартизации. IEEE - один. За последние два года было проведено множество мероприятий по расширению первоначального стандарта IEEE до широкополосного стандарта с обеспечением безопасности, а также усовершенствований, обеспечивающих лучшую целостность и точность при измерениях дальности. В Консорциуме Car Connectivity Consortium специально для случая использования доступа без помощи рук стандарты теперь действуют со спецификацией Digital Key Release, 3.0. Это обеспечит пассивный доступ без ключа с учетом местоположения. А затем вместе с HID, ASSA ABLOY и Samsung мы совместно инициировали инициативу FiRa в 2019 году, которая теперь гарантирует, что помимо доступа к автомобилям или автомобильной экосистемы мы выполняем это обещание по совместимости.

Сейчас FiRa насчитывает более 50 членов. Он сразу же сосредоточился на технических требованиях и спецификациях PHY и MAC, чтобы варианты использования могли быть построены на основе стандартов, определенных в стандарте IEEE, который фактически уже был доработан. Затем компания приступила к разработке спецификаций для сценариев использования, и доступ стал первой ключевой областью. В настоящее время создается больше рабочих групп для рассмотрения различных вариантов использования, выходящих за рамки доступа.

Принятие на рынок

Если у нас есть СШП в телефоне и в некоторых вещах, например, в дверных замках, что дальше, если вы говорите о безупречном взаимодействии с пользователем?

Сонгукришнасамы :Благодаря возможности тонкого определения диапазона мы считаем, что он позволит использовать множество новых сервисов на основе определения местоположения, будь то доступ или связь между устройствами в приложениях IoT, как в сфере бытовой электроники, так и в промышленных приложениях. Это то, что нас очень воодушевляет, потому что потенциал технологии UWB в управлении доступом к физическим и цифровым объектам, вещам и личным данным является фундаментальным для многих наших предложений.

Таксы :В добавление к этому, конкретные примеры того, где мы видим интерес, - это внутренняя навигация, определение местоположения сервисов в реальном времени в промышленных условиях, проверка билетов на услуги общественного транспорта, полные мобильные платежи без помощи рук, когда, по сути, вы идете в платную зону. чтобы проверить свой опыт покупок; социальное дистанцирование, виртуальная реальность, игровые приложения.

На самом деле существует очень широкий спектр интересных вариантов использования. Например, дома можно улучшить качество звука, если музыка будет следовать за вами из одной комнаты в другую.

Что ждет экосистему СШП?

Сонгукришнасамы :С UWB, начинающимся практически с чистого листа и с несколькими устаревшими проблемами, которые нужно решить, речь будет идти о том, насколько хорошо мы можем определить стандарты, насколько хорошо мы можем обеспечить совместимость, насколько широко мы можем построить эту экосистему, и это действительно ключ. Пока мы говорим, мы видим, как начинается работа. И это вселяет в ключевых игроков отрасли большую уверенность в том, что они объединят усилия для создания более приятного пользовательского опыта в своих продуктах или предложениях.

Во-вторых, я думаю, что растет осведомленность, а также растет спрос на безопасность и конфиденциальность данных. Эта технология (UWB) позволит реализовать некоторые из этих аспектов или преодолеть некоторые недостатки других радиочастотных технологий. Третий - возможность иметь универсальные приложения, перемещающиеся из одного места в другое на разных устройствах и разных конечных точках. Если бы мы могли обеспечить согласованное взаимодействие с пользователем, пользовательский опыт, я думаю, это сделало бы принятие намного шире, намного быстрее.

Таксы :Вдобавок ко всему, что вселяет в меня уверенность в том, что это не просто эксперимент, это явный интерес, который мы испытываем в различных отраслевых вертикалях к тому, что может им принести UWB. Он пользуется поддержкой некоторых действительно крупных компаний - и, в конце концов, технологии не достигают масштаба, если некоторые очень крупные игроки не инвестируют. Если вы посмотрите на бренды в автомобильном пространстве, те, которые открыто об этом говорят, такие как Continental, BMW, Volkswagen, Bosch; в мобильном пространстве Apple, Samsung, Xiaomi; в пространстве доступа, ASSA ABLOY, HID и многие другие. Это не мелкие игроки, они лидеры в своих отраслях. И тот факт, что они работают с другими игроками в отрасли над созданием этой более широкой экосистемы, дает мне здесь большую уверенность.

Слушайте полный подкаст, созданный как часть подкаста NXP Smarter World, щелкните здесь:«Сверхширокие возможности сверхширокополосной связи».