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超宽带(UWB)威廉希尔官方网站 :未来已来,下一步呢

莱特波特LitePoint 来源:莱特波特LitePoint 2024-12-09 10:53 次阅读

超宽带(UWB)无线威廉希尔官方网站 虽已存在多年,但其商业应用直到最近才迎来激增。这主要得益于智能手机中UWB威廉希尔官方网站 的普及,以及对精确距离测量和安全访问需求的增加。

UWB利用仅几纳秒宽的短脉冲进行飞行时间(ToF)测量,通过准确测量信号在两个UWB启用设备(如钥匙扣或智能手机)与UWB启用资产(如汽车)之间的传输时间,来确定它们之间的距离。这种方法具有高度的安全性,因为与依赖信号强度来计算距离相比,时间更难被篡改或复制。此外,UWB数据包中的加扰时间戳序列(STS)字段进一步增强了安全性。通过使用AES-128加密对时间戳序列进行加密,只有发送方和接收方才能使用共享密钥解码数据包,这使得未经授权的设备更难拦截和操纵信号。这为UWB通信增加了额外的安全层,确保只有合法的授权密钥才能访问受保护的资产。这使得UWB成为安全测距应用和实时定位系统的理想选择,包括汽车、酒店房间的数字无钥匙访问以及免提支付。

UWB的性能在很大程度上取决于设备中使用的半导体天线设计以及校准的质量。这意味着在设计验证、校准和制造过程中进行严格的测试至关重要,以防止可能导致昂贵产品故障和召回的缺陷。

UWB标准正在迅速发展,标准化机构和行业联盟正取得重大进展。UWB作为精细测距威廉希尔官方网站 重新得到确立,IEEE一直在增强UWB的测距和安全功能,这对于其在消费者和工业领域的采用至关重要。FiRa联盟正在扩大UWB生态系统在消费者应用中的应用范围,而汽车连接联盟(CCC)正在推动包含UWB的新数字密钥规范,以实现车辆访问。

这一活跃的发展态势正推动UWB在个人和商业应用中的广泛应用,要求开发者和测试供应商持续关注、不懈努力。

三大标准和联盟团体引领前行

IEEE的802.15工作组致力于UWB威廉希尔官方网站 的研发与标准化,肩负起制定MAC和PHY标准以及修订标准以进一步提升性能的重任。

作为对“精细测距”威廉希尔官方网站 的坚定承诺,FiRa联盟正着手制定标准和认证计划,以确保UWB设备的互操作性和可靠性,同时构建并推动一个健康的UWB生态系统发展。FiRa 2.0威廉希尔官方网站 规范引入了更多配置文件,详细阐述了UWB通信在各种用例中的高层功能,旨在拓宽其应用范围。

FiRa还与CCC紧密合作,共同成立了联合UWB MAC PHY工作组(JUMPWG),专注于开发和维护CCC数字密钥中使用的UWB威廉希尔官方网站 规范。

IEEE 802.15.4ab 推动的增强功能

IEEE UWB标准的新修正案802.15.4ab目前正处于草案阶段,它基于现有的IEEE 802.15.4z修正案进行拓展。预计于2025年发布的802.15.4ab修正案,旨在增强远距离精确测距的性能。它将能够精确锁定标记物体或个人的位置,使得在拥挤场所寻找朋友或远距离识别遗失物品成为可能。

802.15.4ab中拟采用的两项威廉希尔官方网站 实现了测距扩展。第一项威廉希尔官方网站 称为窄带辅助(NBA)。顾名思义,它允许UWB设备在交换UWB测距信息之前,将频率和时序同步等任务委托给窄带信号(与UWB的500MHz宽带宽相对)。窄带信号在比UWB更低的频率上运行,且允许更高的发射功率,从而扩展了测距范围。此外,由于其窄带宽,其传输本身对噪声的敏感度较低。这改善了UWB设备之间的同步,即使在更远的距离上,NBA也能扩展UWB设备的初始同步范围。

另一项威廉希尔官方网站 称为多毫秒(MMS)。在当前实现中,UWB测距是通过双向测距(DS-TWR)中的三个数据包(ping-pong-ping)完成的。然而,在MMS实现中,每个UWB数据包可以划分为多达16个较短的片段。每个传输片段的功率都得到了提升,但并未违反任何监管规范。接收UWB设备从这些片段中获取聚合信息,从而得到比原始UWB数据包更高的综合能量。这种增加的能量使UWB设备能够实现更远的测距。

这些进步将提高操作效率,使UWB设备能够在不违反监管排放限制的情况下增加距离,并符合FCC、ETSI和其他监管规则的第15部分要求。

802.15.4ab中的其他关键改进包括新的数据速率和感应支持。UWB设备将根据环境噪声水平动态调整数据速率,例如在嘈杂环境中降低速率以提高通信稳健性。另一方面,更高的数据速率为新的UWB应用打开了大门,如耳机与智能手机之间的音频传输。感应或雷达功能也被标准化,以支持存在检测和环境映射等应用。

FiRa 2.0带来的超宽带(UWB)创新

FiRa威廉希尔官方网站 规范由FiRa联盟开发,旨在确保不同制造商的超宽带(UWB)芯片组、设备和装备之间的互操作性,从而促进一个健康且强大的UWB生态系统发展。去年秋天,FiRa 2.0威廉希尔官方网站 规范横空出世。其中包括更多的安全测试用例,使得通过FiRa认证的设备都经过了严格的测试,以提升UWB设备的安全性,防止黑客攻击。此外,FiRa 2.0威廉希尔官方网站 规范还解锁了新用例,有望改变个人和公共空间中的交互方式,提升安全性和用户参与度。该规范聚焦的三大新用例为:

未跟踪室内导航:在现有室内导航基础上,凭借其厘米级的精度以及从锚定设备到用户设备(如智能手机)的信息传输方式,实现了升级。用户设备通过接收建筑内锚定设备发出的UWB信号来计算自身位置,非常适合在大型室内场所如商场和机场中进行导航,同时保护用户的位置隐私。

寻人/物:在人群密集的场合(如节日庆典)或密集环境(如停车场)中,该用例显著提升了定位人和物体的能力,其位置定位精度超越了传统GPS。

指向与触发:利用UWB精确的角度测量能力,用户只需用智能手机或智能手表指向UWB启用设备(如家用电器或娱乐系统),即可对其进行控制。

CCC及其数字钥匙正利用UWB威廉希尔官方网站

数字钥匙由CCC开发,旨在使移动设备能够跨不同汽车制造商、钥匙扣和智能设备安全地认证和共享车辆数字钥匙。CCC采用UWB、蓝牙低功耗(以及近场通信NFC作为低电量情况下的备份)作为其数字钥匙3.0免提、位置感知无钥匙进入的无线标准。这使得驾驶员可以无线安全地解锁和启动车辆。

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资料来源: Connected Car Consortium; Mobile Device Architecture

超宽带(UWB)威廉希尔官方网站 正通过其精确的测距精度和内置编码,使数字密钥3.0的安全性更上一层楼。FiRa正与汽车连接联盟(CCC)携手合作,共同推动全新的数字密钥认证,这一合作对于超宽带威廉希尔官方网站 的成熟发展至关重要,它将促使汽车制造商和芯片组供应商紧密协作。这项将于今年晚些时候发布的新认证计划,将进一步巩固两大联盟之间的合作关系。同时,超宽带芯片组和模块制造商、一级供应商以及汽车制造商均可利用类似严格的互操作性认证计划,确保设备间能够无缝协同工作。

测试与UWB

过去,测试成本对UWB威廉希尔官方网站 产生了显著影响。许多设备制造商在生产过程中仅依赖通过/不通过测试。然而,随着UWB在汽车、安全、智能手机和家庭娱乐等越来越多样化的领域得到应用,人们越来越重视参数测试。

受客户对高品质期望的驱动,这种方法允许早期发现制造缺陷和偏差。鉴于退货和维修带来的巨大成本,确保UWB性能无瑕现在比以往任何时候都更加重要。

这些关键任务设备即使在大量生产过程中也需要进行彻底测试。飞行时间(ToF)是UWB设备最关键的测试之一,因为它是UWB的独特、差异化功能。为避免降低ToF测量精度,必须对每个UWB设备进行校准,以最小化ToF误差,从而补偿前端组件、天线或UWB半导体本身存在的延迟或误差。此外,设备的发射功率必须准确校准,以确保符合区域监管限制。为了准确校准和验证UWB设备的射频性能,测试设置必须使用准确且可重复的测试设备进行仔细校准。这确保了设置中存在的外部路径损耗和延迟偏移被精确消除。

UWB正在成熟并产生影响

UWB威廉希尔官方网站 已成为无线通信领域的创新驱动力,推动了位置跟踪、精确距离测量和增强安全性方面的显著进步。它在从汽车到消费电子产品的多个行业中日益普及,凸显了其革命性改变个人和商业应用的潜力。

展望未来,UWB有望成为一项基础性威廉希尔官方网站 ,改变我们与周围世界的互动方式。随着UWB威廉希尔官方网站 的不断发展和标准的日益完善,严格的测试将是确保UWB启用设备可靠性能的关键。

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