Сверхширокая полоса uwb samsung как включить

Сверхширокая полоса uwb samsung как включить

Обсуждение Samsung SM-S901E Galaxy S22 / SM-S906E Galaxy S22+ / SM-S908E Galaxy S22 Ultra (0/U/U1/W/E, Snapdragon)
SM-S901x, SM-S906x и SM-S908x
Описание | Обсуждение » | Официальные прошивки » | Обсуждение S22 Ultra (Exynos) » | Обсуждение S22 / S22+ (Exynos) » | Покупка » | Аксессуары » | Клуб владельцев » | Обсуждение камеры Ultra » | Обсуждение камеры S22/S22+ » | Брак и ремонт » | Энергопотребление (автономность) » | Samsung DeX | Режим DeX в смартфонах Samsung » | Mir Pay »

По модификациям Galaxy S22 Ultra — Snapdragon S 9080
В 2022-ом году выпущено три разновидности аппаратов.
Модель sm-s9080 есть для трёх регионов:
TGY (Гонконг);
BRI (Тайвань);
CHC (материковой Китай)
TGY и BRI — примерно одинаковые, есть Google сервисы и Playmarket, в звонилке нет русских букв и сортировки по фамилии.
Записи разговоров нет!
CHC — в прошивке много китайщины , есть Google сервисы, но нет Playmarket (можно установить самому).
Запись разговоров есть.
Русификация в меню телефона на всех прошивках полная.
Переход между регионами, осуществляется только полной перепрошивкой через Odin

У всех модификаций 2-е физические sim-карты. E-sim сутствует!

• Экран:
  Диагональ экрана, дюйм — 6.1
  Разрешение экрана, пикс — 2400 x 1080
  Частота обновления экрана, Гц — 120
  Тип экрана — Dynamic AMOLED 2X
• Процессор:
  Qualcomm Snapdragon 8 Gen 1 SM8450 (4 nm)
• Память:
  Оперативная память, ГБ — 8
  Встроенная память, ГБ — 128/256
• Фотокамера:
  Количество камер — 4
  Разрешение основной камеры, МП — 50+12+10
  Диафрагма основной камеры — F1.8, F2.2, F2.4
  Автофокус основной камеры — Да
  Ультраширокоугольная камера — Да
  Телефотокамера — Да
  Разрешение фронтальной камеры, МП — 10
  Диафрагма фронтальной камеры — F2.2
  Автофокус фронтальной камеры — Да
  Вспышка — Да
  Оптический ZOOM — 3x
  Цифровой ZOOM — 30x
• Видеосъемка:
  Режимы видеосъемки — Ночной режим
• Аудио и видео:
  Наличие стереодинамиков — Да
• Электропитание:
  Емкость аккумулятора, мАч — 3700
  Беспроводная зарядка — Да
  Быстрая зарядка — Да
• Функции:
  Системы блокировки — Ультразвуковой сканер отпечатков пальцев
  NFC — Да
  Samsung Pay — Да
  Встроенный DeX — Да
• Bluetooth:
  Поддержка Bluetooth — Да, версия 5.2
• Интерфейсы:
  Разъем USB — USB Type-C
• Корпус:
  Материал корпуса — Алюминий
  Стекло — Gorilla Glass Victus+
  Водонепроницаемость — Да
  Степень защиты — IP68
  Изогнутый экран — Да
• Размеры и вес:
  Размер (В x Ш x Г), мм — 146 x 70.6 x 7.6
  Вес, г — 167
• Комплектация:
  Смартфон
  Кабель Type-C/Type-C
  Скрепка для извлечения SIM-карт

• Экран:
  Диагональ экрана, дюйм — 6.6
  Разрешение экрана, пикс — 2340 x 1080
  Частота обновления экрана, Гц — 120
  Тип экрана — Dynamic AMOLED 2X
• Процессор:
  Qualcomm Snapdragon 8 Gen 1 SM8450 (4 nm)
• Память:
  Оперативная память, ГБ — 8
  Встроенная память, ГБ — 128/256
• Фотокамера:
  Количество камер — 4
  Разрешение основной камеры, МП — 50+12+10
  Диафрагма основной камеры — F1.8, F2.2, F2.4
  Автофокус основной камеры — Да
  Ультраширокоугольная камера — Да
  Телефотокамера — Да
  Разрешение фронтальной камеры, МП — 10
  Диафрагма фронтальной камеры — F2.2
  Автофокус фронтальной камеры — Да
  Вспышка — Да
  Оптический ZOOM — 3x
  Цифровой ZOOM — 30x
• Видеосъемка:
  Режимы видеосъемки — Ночной режим
• Аудио и видео:
  Наличие стереодинамиков — Да
• Электропитание:
  Емкость аккумулятора, мАч — 4500
  Беспроводная зарядка — Да
  Быстрая зарядка — Да
• Функции:
  Системы блокировки — Ультразвуковой сканер отпечатков пальцев
  NFC — Да
  Samsung Pay — Да
  Встроенный DeX — Да
• Bluetooth:
  Поддержка Bluetooth — Да, версия 5.2
• Интерфейсы:
  Разъем USB — USB Type-C
• Корпус:
  Материал корпуса — Алюминий
  Стекло — Gorilla Glass Victus+
  Водонепроницаемость — Да
  Степень защиты — IP68
  Изогнутый экран — Да
• Размеры и вес:
  Размер (В x Ш x Г), мм — 157.4x 75.8 x 7.6
  Вес, г — 195
• Комплектация:
  Смартфон
  Кабель Type-C/Type-C
  Скрепка для извлечения SIM-карт

• Экран:
  Диагональ экрана, дюйм — 6.8
  Разрешение экрана, пикс — 3088 x 1440
  Частота обновления экрана, Гц — 120
  Тип экрана — Dynamic AMOLED 2X
• Процессор:
  Qualcomm Snapdragon 8 Gen 1 SM8450 (4 nm)
• Память:
  Оперативная память, ГБ — 8/12
  Встроенная память, ГБ — 128/256/512/1024
• Фотокамера:
  Количество камер — 5
  Разрешение основной камеры, МП — 108+12+10+10
  Диафрагма основной камеры — F1.8, F2.2, F2.4, F4.9
  Автофокус основной камеры — Да
  Ультраширокоугольная камера — Да
  Телефотокамера — Да
  Разрешение фронтальной камеры, МП — 40
  Диафрагма фронтальной камеры — F2.2
  Автофокус фронтальной камеры — Да
  Вспышка — Да
  Оптический ZOOM — 10x
  Цифровой ZOOM — 100x
  Режимы фотосъемки — Ночной режим
• Видеосъемка:
  Режимы видеосъемки — Ночной режим
• Аудио и видео:
  Наличие стереодинамиков — Да
• Электропитание:
  Емкость аккумулятора, мАч — 5000
  Беспроводная зарядка — Да
  Быстрая зарядка — Да
• Функции:
  Системы блокировки — Ультразвуковой сканер отпечатков пальцев
  Поддержка S Pen — Да
  NFC — Да
  Samsung Pay — Да
  Мобильное ТВ — Да
  Встроенный DeX — Да
• Bluetooth:
  Поддержка Bluetooth — Да, версия 5.2
• Интерфейсы:
  Разъем USB — USB Type-C
• Корпус:
  Материал корпуса — Алюминий
  Стекло — Gorilla Glass Victus+
  Водонепроницаемость — Да
  Степень защиты — IP68
  Изогнутый экран — Да
• Размеры и вес:
  Размер (В x Ш x Г), мм — 163.3x 77.9 x 8.9
  Вес, г — 228
• Комплектация:
  Смартфон
  Кабель Type-C/Type-C
  Скрепка для извлечения SIM-карт

Ultra-Wide Band (UWB): преимущества, недостатки и сфера применения технологии

Технологии не стоят на месте и мы не устаем восхищаться все новыми и новыми открытиями и, как следствие, возможностями нашей техники. Сегодня на повестке дня не очень новая, но получившая в последнее время широкое распространение, технология, призванная помочь нам с поиском потерянных ключей, а порой и полной их заменой. Разбираемся, что такое Ultra-Wide Band и как этот стандарт может помочь рядовому пользователю.

Что такое Ultra-Wide Band (UWB)

Ultra-Wide Band или же сверхширокая полоса (СШП) — относительно новая технология беспроводной связи, которая использует сверхширокий диапазон частот (в США — 3,1—10,6 ГГц, в Евросоюзе — 6—8 ГГц) с предельно низкой спектральной плотностью мощности. Звучит жутко, но на самом деле рядовому пользователю такие подробности, скорее всего, никогда не пригодятся. Достаточно понимать, что UWB — такой же стандарт беспроводной связи, как и более привычные нам NFC, Wi-Fi и Bluetooth. Согласитесь, в дебри их работы мы тоже не особо вникаем.

Преимущества технологии

Главное преимущество UWB — отличная энергоэффективность, то есть, протокол очень лояльно расходует энергию.
Точность позиционирования, которую предлагает UWB при этом гораздо выше аналогов: до 20 см. Согласитесь, это действительно сильно снижает диапазон поиска потерянной вещи.
На сегодняшнем этапе развития протокол Ultra-Wide Band защищен криптографически, так что, передаваемые импульсы не могут быть записаны и ретранслированы хакерами.
На близких расстояниях UWB предлагает передачу данных на скоростях, недоступных тому же Bluetooth: 480 Мбит/с, однако лишь на расстоянии до 3 м. И в этом месте мы плавно переходим к главному недостатку технологии.

Что с недостатками?

Проблема сверхшироких полос в том, что с увеличением расстояния, скорость передачи данных падает стремительно: на расстоянии в 10 м она составляет уже 110 Мбит/с, поэтому UWB позиционируется именно как решение для малых расстояний.

Где используется?

О стандарте UWB всерьез заговорили с легкой руки Apple после появления первых слухов об AirTag. До этого технология применялась, в основном, в медицинских и других узкоспециализированных приборах.
В смартфонах Ultra-Wide Band используется c 2019 года, первопроходцами стали модели семейства iPhone 11, также протокол поддерживает актуальное сегодня семейство iPhone 12 и несколько смартфонов Samsung: Galaxy Note 20 Ultra, Galaxy S21 Ultra и S21+. Из носимых устройств, технологию поддерживают Apple Watch 6, представленные в сентябре прошлого года. И, конечно, умные метки AirTags от Apple и Galaxy SmartTag+ от Samsung.
К слову, представленная на днях Apple WatchOS 8 включает новые функции, связанные с технологией UWB, в частности, часы с этой версией ОС можно будет использовать для поиска AirTag и в качестве электронного автомобильного ключа. Другими важными продуктами WWDC этого года стали iOS 15 и iPad OS 15, о которых вы можете почитать в наших отдельных материалах.
Что до электронных автомобильных ключей, технология также зарекомендовала себя хорошо, ведь она позволяет не только обмениваться данными для открытия/закрытия и других манипуляций с авто, но также позволяет быстро отыскать транспорт на парковке, благодаря высокой точности позиционирования. Интерес к стандарту со стороны автопроизводителей растет, а впереди всех пока BMW со своим BMW iX.

Что в перспективе?

Если технология продолжит свое развитие и получит все соответствующие разрешения, она может неплохо повлиять на Интернет Вещей (IoT), ведь на близких расстояниях стандарт демонстрирует высокую скорость. Также UWB хорошо себя зарекомендовала в условиях, где есть приборы чувствительные к радиочастотам, например, в больницах.
Кроме того, мы не сомневаемся в дальнейшем росте популярности UWB-маячков, над которыми, по слухам, сейчас работают различные производители, например Oppo и OnePlus.
Что до смартфонов на Android, они должны получить нативную поддержку технологии UWB в ближайших версиях, работа над добавлением набора инструкций ведется с ноября 2020 года. Когда это произойдет, “зеленый робот” также будет полноценно взаимодействовать с UWB-метками, как сейчас это реализовано на iPhone.
По мнению ряда аналитиков, UWB может полностью заменить стандарт Bluetooth, но если это действительно произойдет, то вряд ли в ближайшее время.

Когда ждать в России?

Частоты, которые используются в UWB, давно и активно используются военными и гражданскими радарами, поэтому в каждой стране распространение технологии связано с получением лицензий и других разрешительных документов. Сейчас в России Ultra-Wide Band проходит тестирование в диапазоне 6,2-8,2 ГГц и если конфликтов с другим радиооборудованием обнаружено не будет, к октябрю 2021 года стандарт может официально прийти в страну.
Аналогичное тестирование и получение разрешительных документов сейчас происходит на территории Украины, однако точных перспектив по внедрению технологии пока нет.

Что думаете о таких перспективах? Кажется ли вам технология Ultra-Wide Band интересной? Делитесь мнениями в комментариях и не забывайте, что у ТЕХМО есть канал в Telegram, где можно найти еще много интересного.

Автор Алеся Шарапова

Что такое UWB (сверхширокополосный)? Все, что Вам нужно знать

С 2020 года вы, вероятно, видели новую спецификацию в спецификациях многих флагманов. smartphones (не только Android smartphones или). И это UWB или Ultra Wideband. Apple фактически первой установила его в своих устройствах, начиная с iPhone 11 в 2019 году. Samsung начала добавлять его в свои smartphones в 2020 году, и в основном только его устройства «Ultra» получат эту спецификацию.

Но настоящий вопрос здесь в том, что такое «сверхширокополосный»? Это обязательная функция на моем следующем смартфоне? И для чего я могу это использовать?

В этой статье мы постараемся ответить на все эти вопросы. И по мере развития UWB мы будем обновлять этот пост.

Что такое СШП?

Здесь мы собираемся получить довольно техническую информацию, так что будьте готовы.

Сверхширокополосный, также называемый сокращенно СШП, представляет собой протокол беспроводной связи с малым радиусом действия. Это работает с помощью радиоволн на очень высоких частотах. Это позволяет использовать его для сбора высокоточных пространственных и направленных данных.

По сути, СШП можно рассматривать как радар с непрерывным сканированием, который может точно захватить объект. А также узнать его местонахождение и пообщаться с ним.

Мы уже видели несколько вариантов использования UWB. Например, новый Galaxy SmartTag, о котором Samsung объявила в январе 2021 года, использует UWB, чтобы помочь вам найти свой телефон или что-то еще. Galaxy SmartTag прикреплен к. Поскольку он работает на очень высоких частотах, он может работать немного лучше, чем Bluetooth Low Energy (BLE) или даже WiFi.

Apple использовал UWB с новым HomePod Mini, анонсированным в октябре 2020 года. Это позволяет поднести ваш iPhone ближе к динамику, и он автоматически начнет воспроизводить вашу музыку без какого-либо вашего вмешательства. Среди прочего.

Какие устройства сейчас поддерживают сверхширокополосную связь?

В настоящее время Samsung Galaxy Note 20 Ультра, Galaxy Z Fold 2, Galaxy S21 + и Galaxy S21 Ultra на стороне Android.

Серии iPhone 11 и iPhone 12 поддерживают UWB во всей линейке. в отличие от Galaxy Note 20 и S21, но только старшие модели поддерживают его.

Мы ожидаем гораздо большего smartphones чтобы добавить UWB в самое ближайшее время. Поскольку два крупнейших производителя смартфонов уже добавили его в свои телефоны.

Samsung ожидает, что UWB будет таким же большим, как Bluetooth

В сообщении в блоге, опубликованном в октябре 2020 года, Samsung заявила, что ожидает, что UWB будет таким же большим, если не больше, чем Bluetooth. И учитывая те функции, которые, как мы знаем, он может включить, это не является большим сюрпризом. А также, почему мы наблюдаем его появление в большем количестве телефонов Samsung.

Вот почему Samsung поместил UWB в свой последний smartphones. Но он доступен не во всех его флагманах, как вы, вероятно, заметили из списка выше. Зато есть только в самых дорогих моделях. Не Galaxy Note 20 или S21. Это изменится в будущем. Прямо сейчас это, вероятно, так, потому что UWB все еще новый, и его довольно дорого добавлять в смартфон. И поэтому пока это только в самых дорогих устройствах.

Как работает сверхширокополосный?

Это довольно технический способ работы UWB. Но по сути, как только устройство с поддержкой UWB окажется рядом с другим устройством UWB, они начнут «ранжирование». Это относится к вычислению времени полета (ToF) между устройствами.

Он использует большую полосу пропускания канала (500 МГц) и короткие импульсы (2 наносекунды каждый). Благодаря этому СШП может достичь большей точности. Процесс позиционирования мгновенно отслеживает движения устройства в режиме реального времени. Это позволяет устройствам с поддержкой UWB распознавать как движение, так и относительное положение.

NXP, которая произвела набор микросхем UWB для устройств Samsung, UWB обеспечит большую точность в прямой видимости (LoS) и сильную локализацию в сценариях без прямой видимости (nLoS). Используя технологию угла прихода (AoA), точность измерений СШП в реальном времени обеспечивает высокоточные службы определения местоположения устройства на сантиметровом уровне. СШП-устройства также могут определять, неподвижен ли объект, приближается или удаляется.

Это означает, что системы с поддержкой UWB знают, приближаетесь ли вы к запертой двери, и могут определить, находитесь ли вы внутри или снаружи дверного проема. Он также может решить, следует ли включать блокировку при достижении определенного положения.

По сути, он обеспечивает гораздо более точное позиционирование, чем другие технологии, которые мы в настоящее время используем для этого.

Чем он отличается от WiFi и Bluetooth?

У вас может возникнуть вопрос, почему мы не используем для этого Bluetooth и / или WiFi? Поскольку это проверенные технологии, мы используем их довольно давно.

Самая большая причина заключается в том, что производительность UWB, когда дело доходит до дальности, намного превосходит Bluetooth или WiFi.

Сверхширокополосный функционирует в отдельном участке радиоспектра. Это далеко от перегруженных диапазонов 2,4 ГГц и 5 ГГц, которые использует WiFi. Кроме того, UWB может сосуществовать с другими беспроводными технологиями, такими как WiFi, Bluetooth и NFC.

Наконец, одним из наиболее значительных преимуществ UWB перед другими беспроводными технологиями является физический уровень (PHY), используемый для отправки и приема пакетов данных. Этот уровень, который в настоящее время определяется в IEEE 802.15.4z, критическом расширении безопасности, недоступном в других технологиях, может быть усилен. Это позволяет использовать такие методы безопасности, как криптография и генерация случайных чисел, которые удерживают злоумышленников от доступа к СШП-коммуникациям. И сделать вещи более безопасными – это всегда хорошо.

Это тот же самый UWB, который использует Verizon?

Verizon использует термин «UWB» для своей сети 5G, в частности, для сети 5G mmWave. Технически это та же сверхширокополосная технология, которую Samsung и Apple добавляют в свои телефоны, но немного другого оттенка. И используется для другого варианта использования.

Verizon использует другую разновидность сверхширокополосной связи, которая используется для сотовой связи. В то время как Samsung и Apple не используют СШП для сотовой связи.

Высокая частота сверхширокополосной связи хорошо работает для 5G, потому что она позволяет операторам, таким как Verizon, предлагать безумно высокие скорости беспроводной связи. Но оборотная сторона такой высокой частоты – довольно плохое покрытие. Вот почему сверхширокополосная сеть Verizon доступна только на очень немногих улицах и углах рынков, на которых она доступна. И по большей части она недоступна на открытом воздухе.

Поскольку UWB используется как операторами связи, так и производителями смартфонов для самых разных целей, можно ожидать большой путаницы.

UWB – это не просто брендинг для Verizon

Хотя кажется, что Verizon использует UWB только для брендинга, на самом деле это неправда. Фактически он использует UWB в своей сети 5G. И назвать это «сверхширокополосным 5G» – это способ отличить его от сети 5G Sub-6, которая у нее тоже есть, и она намного медленнее, но охватывает гораздо большую территорию.

5G уже довольно сбивает с толку, а Samsung и Apple добавляя СШП к своим smartphones, но не для 5G, это только усложнит ситуацию.

Для простоты производители смартфонов говорят, что поддерживаются mmWave и Sub-6 5G, и не упоминают сверхширокополосный доступ. Однако на Verizon smartphones, вы увидите «UWB» в строке состояния, если вы находитесь в зоне действия его сети mmWave.

Какие варианты использования мы можем ожидать от сверхширокополосной связи в будущем?

Samsung уже анонсировала несколько способов использования Ultra Wideband с его новейшими smartphones.

С новым Galaxy SmartTag и SmartThings Find, вы можете использовать UWB для поиска вещей, которые вы могли потерять. А благодаря тому, насколько точен сверхширокополосный канал, вы сможете более точно определить местонахождение объекта. И сделать возможность найти это намного проще.

Еще один пример использования, который Samsung продемонстрировал с помощью Galaxy Серия S21 – это возможность открывать двери автомобиля с помощью смартфона. Это займет некоторое время, чтобы стать мейнстримом. Поскольку вам понадобится телефон с поддержкой сверхширокополосной связи, а сейчас это около десяти устройств. И вам понадобится машина, которая поддерживает UWB. Пока только BMW объявила о своей поддержке. И пока только в одной модели. Все, что происходит в автомобильной промышленности, требует времени, чтобы на самом деле произойти и измениться. Поэтому ожидайте, что это, вероятно, займет не менее десяти лет, прежде чем большинство автомобилей на рынке поддержат СШП для цифровых ключей.

Мы также увидим близлежащие функции обмена файлами, такие как AirDrop, Samsung Nearby Share и даже собственная версия Android Nearby Share, которые будут обновлены с помощью UWB. Это позволит вам быстрее и проще делиться файлами большего размера. И, находясь дальше, возможно, вы будете с NFC. Если вы помните Android Beam почти десять лет назад, подумайте об этом, но не прикасайтесь к телефонам для передачи файлов.

Будущее UWB невероятно. Но первым шагом к тому, чтобы сделать UWB популярным, стало привлечение большего числа производителей смартфонов. Это, скорее всего, произойдет довольно быстро, поскольку два крупнейших производителя смартфонов уже работают – Samsung и Apple. Обычно конкуренты копируют эти два. Так что это не должно длиться долго.

СШП может быть ответом на избавление от ключей

UWB также может быть ответом на избавление от физических ключей. И используя свой телефон в качестве ключа. Да, это звучит немного пугающе. Представьте, сколько людей застрянут, потому что заперли свой телефон в машине. Они не могут позвонить в ААА за помощью, потому что их ключ – это их телефон.

Но способ, которым это может и, вероятно, сработает, заключается в том, что автомобиль будет запираться только тогда, когда телефона нет внутри вашей машины. А с сверхточным позиционированием сверхширокополосной связи это действительно могло произойти. Без каких-либо реальных изменений в том, как все работает.

Смешанная реальность также может выиграть от UWB

То, о чем многие из нас, вероятно, не задумывались, – это СШП со смешанной реальностью. Это действительно могло бы помочь преодолеть разрыв между физическим и цифровым мирами.

UWB наконец-то смог реализовать обещание высокоточного картографирования помещений на основе LiDAR и / или WiFi. Это можно комбинировать с трекерами ориентации с 3 или 6 степенями свободы. Среди прочего.

Сколько будут стоить аксессуары UWB?

Один большой вопрос о UWB – это аксессуары. Сколько это будет стоить? Учитывая, что они собираются использовать новую технологию, которая обычно не из дешевых.

Пока что у нас есть только несколько аксессуаров.

Galaxy SmartTag

В Galaxy SmartTag был анонсирован в январе 2021 года и стоит 30 долларов. Но это один из «тупых» аксессуаров UWB, который можно будет купить в будущем. Это просто трекер местоположения с UWB, а также Bluetooth и WiFi внутри. Что работает с SmartThings Find.

Это очень похоже на трекеры плитки, которые были суперпопулярны в последние годы. Но с UWB внутри (и если вы используете устройство с поддержкой UWB, например Galaxy S21 Ultra), он будет работать намного лучше, чем Tile. Мы не удивимся, если в ближайшие годы Tile добавит UWB в свои трекеры.

Apple предположительно запускает собственный трекер местоположения под названием AirTags. Похоже, что они будут работать примерно одинаково и даже иметь аналогичную цену. Тем не мение, Apple как сообщается, несколько раз откладывал запуск AirTags. Так что пока неясно, когда они будут запущены.

HomePod Mini

На самом деле единственный другой аксессуар UWB, который сейчас находится на рынке, – это HomePod Mini. Используя микросхему U1, которая Apple начал добавлять в свои айфоны, начиная с iPhone 11, он сможет отслеживать ваши передвижения в вашем доме (или просто в помещении). Это хорошо работает для Find My.

С HomePod Mini это означает, что вы можете легко передать музыку на динамик, чтобы начать воспроизведение. Без необходимости использовать AirPlay 2, чтобы начать играть со своего смартфона.

Данный Appleзакрытая экосистема, она сможет внедрять инновации в сверхширокополосной сети намного быстрее, чем это сделают Google и Samsung. Но все же здорово видеть возможности здесь.

Остальные идут!

Мы не знаем, какие именно продукты появятся в продаже, но мы слышали о Appleтеги AirTags. Мы, вероятно, увидим других, как новый Apple Телевизор, возможно, новые телевизоры Samsung (хотя это будет не раньше 2022 года). Будьте готовы к тому, что СШП станет очень популярной технологией в 2020-х годах.

UWB: возможности и перспективы применения

Всем привет. Меня зовут Павел, я технический писатель дизайн-хауса notAnotherOne.
Хочу рассказать о технологии ultra wideband или UWB, которая в последнее время всё чаще оказывается в фокусе внимания информационных ресурсов и упоминается в связке с флагманскими продуктами крупных компаний.

Статья обзорная и должна дать общее представление о возможностях, сферах применения, вариантах использования и перспективах этой технологии.

О технологии

UWB (Ultra Wideband) — это беспроводная технология связи, использующая сверхширокую полосу для несущего сигнала и позволяющая передавать данные на небольшие расстояния при крайне низком энергопотреблении.

«Беспроводная технология передачи информации с помощью импульсных сигналов, излучаемых антеннами приемо-передающих устройств малого радиуса действия в полосе частот не менее 500 МГц (или 20% от центральной рабочей частоты)»

Основным механизмом UWB-связи является передача серий коротких импульсов, каждый длительностью около 1 наносекунды. А поскольку чем короче импульс, тем шире его спектр, то для таких импульсов требуется значительно бОльшая (в сравнении с узкополосной связью) ширина полосы. Отсюда — термин “сверхширокополосный”.

Другой особенностью является крайне низкий уровень сигнала, близкий по силе к радиошуму. Благодаря этому UWB сосуществует с другими, более традиционными технологиями радиосвязи, не вызывая помех.

Хорошо забытое старое

Способ импульсной передачи сигналов был известен ещё в конце 80-х годов XIX века. Тогда усовершенствованные варианты искрового передатчика, с помощью которого Генрих Герц собирался доказать существование электромагнитных волн, широко использовались в организации беспроводной связи между кораблями и береговыми станциями.

Позже, во время Второй Мировой Войны технология импульсного радио использовалась в многочисленных военных радарах. В 50-х годах XX века советские учёные, пытаясь усовершенствовать энергетические системы, начали широкое исследование в этой области. Они были первыми, кто понял, что сверхкороткие импульсы способны передавать больше информации об объекте, хотя и сфера применения по-прежнему была преимущественно военная.

В семидесятые годы ХХ века радарные системы на базе UWB стали использоваться в гражданских целях: для сканирования грунта, строений, определения местоположения, предупреждения об опасности столкновения, определения уровня жидкости, обнаружения нарушителя и в мобильных радиолокационных станциях.
Патент Росса от 17 апреля 1973 года считается одной из вех в развитии технологии и акцентирует внимание на одном из главных преимуществ UWB — сосуществование с распространенными стандартами без наведения помех.

В 2002 году вследствие растущего интереса со стороны бизнеса Федеральная комиссия связи США (FCC) одобрила регламентированное коммерческое использование радиочастотного спектра от 3.1 до 10.6 ГГц.

В 2003 году Европейский институт стандартов по телекоммуникациям (ETSI) опубликовал стандарт IEEE 802.15.4, определивший физический уровень (PHY) и уровень управления доступом к среде (MAC) для персональных беспроводных сетей с низким уровнем мощности сигнала (LR-WPAN). Расширение стандарта, посвященное безопасности, было представлено в 2020 году в версии стандарта 802.15.4z, которая вводила физический уровень PHY CSS (линейно-частотная модуляция на частоте 2450 МГц), определяла метод двунаправленного измерения расстояния, добавляла шифр подстановки.

И только несколько лет назад, в 2019 году, UWB стала известна широкой аудитории конечных пользователей, когда всемирно известные компании, такие как Apple и Samsung, начали внедрение функциональности на базе этой технологии в свои устройства потребительского сегмента.

Плюсы и минусы

Одно из основных преимуществ UWB — сопротивление эффекту многолучевого распространения волн благодаря высокому временному разрешению и короткой длине волны. Именно поэтому технология так хороша для измерения расстояния и слежения: UWB в 100 раз точнее Wi-Fi или Bluetooth Low Energy в таких задачах и обеспечивает точность в пределах нескольких сантиметров.

Использование сверхширокого диапазона в свою очередь даёт высокую устойчивость к частотно-селективным замираниям, если сравнивать с Bluetooth и Wi-Fi. Это даёт возможность разворачивать несколько систем на базе UWB в одной среде, не вызывая конфликтов с другими стандартами.

Краткая справка о замираниях

Замирания (fading) — флуктуации уровня радиосигнала в процессе распространения радиоволн, обусловленные изменением параметров передающей среды. При одних и тех же условиях распространения радиоволн замирания могут быть гладкими, если передаваемые сигналы являются узкополосными, и селективными – при широкополосных сигналах.

Частотно-селективные замирания (frequency selective fading). Вид замираний, при котором каждая частотная составляющая сигнала передается со своей амплитудой и сдвигом начальной фазы, а разброс по задержке соизмерим со значением 1/F (F – полоса частот передаваемого сигнала) или превышает его. По сути, такие замирания эквивалентны фильтрации, при которой спектральные составляющие в пределах малого частотного интервала имеют практически одинаковые коэффициенты передачи, а с расширением полосы разброс уровней увеличивается. Очевидно, что чем шире спектр передаваемого сигнала, тем в большей степени он подвержен искажениям.

Крайне низкая задержка делает UWB идеальным кандидатом для автоматических систем определения местоположения быстро перемещающихся объектов в реальном времени, наример, дронов.

Другое ключевое преимущество — высокая степень защиты данных как следствие низкой мощности генерируемых импульсов. Последнее изменение IEEE 802.15.04z-2020 повышало степень защиты данных, введя новый физический уровень линейно-частотной модуляции, добавило такие методы шифрования, как скремблированная временная метка и шифр подстановки (про скремблирование можно почитать, например, здесь).

Среди прочих преимуществ UWB:

Отсутствие ограничений для доступа к радиодиапазону;

Одновременная поддержка сотен каналов;

Большой диапазон для скоростей передачи данных: от 4 Мбит/с до 675 Мбит/с и выше, в зависимости от частоты;

Потенциальная поддержка десятка топологий;

Гибкое использование спектра;

Низкая стоимость чипа: примерно $2-5 при массовом производстве.

Но, конечно, не всё так гладко…

Из-за короткой длины импульса и сверхширокого спектра пропускная способность UWB гораздо сильнее (по сравнению с узкополосной передачей) падает с расстоянием.

В теории, широкий диапазон и высокая мощность сигнала (в случае, конечно, если последняя не ограничена законодательно) может нарушать работу существующих систем и линий связи.

Помимо этого, доступность спектра частот в ряде стран (12 стран, большая часть которых находятся на постсоветском пространстве ) ограничена государственными органами и службами безопасности. Так в России, например, трекеры AirTags вынуждены использовать Bluetooth вместо задуманной изначально UWB.

Способы определения местоположения

Разберёмся с тем, каким методами технология реализует одно из своих ключевых преимуществ — сверхточное определение расстояния.

Двунаправленное измерение расстояния (TWR)

Для измерения расстояния между устройствами UWB использует время распространения (ToF, Time-of-Flight) — время доставки пакетов “запрос-ответ”, — а не показатель уровня сигнала (RSSI, Received Signal Strength Indicator), который используется в других стандартах.

Данный способ вычисляет расстояние между меткой (tag) и опорной точкой (anchor) путём определения ToF, а затем умножения его на скорость света.

Более сложное двустороннее двунаправленное определение дальности (Double-Sided Two-Way Ranging, DS-TWR) неявным образом корректирует ошибки, связанные со сдвигом тактовых импульсов, однако требует большего количества пакетов и как следствие — большего энергопотребления.

Разностно-дальномерный метод (TDoA)

Конечно, измерение ToF с использованием одной опорной точки не даст местоположения метки, а вот с помощью нескольких внешних опорных точек UWB уже в состоянии определить двумерное и трёхмерное положение метки в пространстве в пределах определённой зоны. При этом происходит обмен пакетами метки с опорными точками и вычисляется разница во времени приёма таких пакетов.

В зависимости от того, что является принимающей стороной различают две топологии:

Разница во времени приема ответного сигнала на стороне метки (Tag Side-Time Difference of Arrival, TS-TDoA), используемая, например, в GPS;

Разница во времени приема ответного сигнала на стороне опорной точки (Anchor Side-Time Difference of Arrival, AS-TDoA).

Метод разности фаз (PDoA)

Следует заметить, что вычисление ToF позволяет определить только расстояние, но не направление. Метод разности фаз (Phase Difference of Arrival, PDoA) решает эту задачу, как и задачу с организацией дополнительной инфраструктуры.

Выполняется это двумя антеннами на хотя бы одном из устройств. Разность фаз принимаемого сигнала на антеннах позволяет вычислить угол приёма сигнала (Angle of Arrival, AoA).

Области применения и варианты использования

Большинство вариантов использования UWB связано либо с её способностью крайне точно определять местоположение, либо с высокой степенью защиты данных, либо сочетают обе эти возможности.

Будучи долгое время привлекательной только для военных или промышленных целей, в последнее время технология нашла новое применение благодаря эволюции устройств потребительского сегмента: носимых гаджетов, смартфонов и “умной” инфраструктуры.

Сверхточное измерение расстояния

С UWB определение местоположения с точностью до нескольких сантиметров становится делом техники.

В здравоохранении UWB помогает людям находить нужные службы в учреждениях, предоставляет медперсоналу данные о пациенте, а также помогает сотрудникам служб ухода найти потерявшегося человека. Отслеживание медицинского оборудования может также быть очень кстати, если нужно быстро найти небольшие предметы или дорогое и нужное оборудование, такое как установка для сердечной реанимации.

Свойства радара UWB используются для дистанционного измерения жизненно важных показателей, таких как частота сердечных сокращений и частота дыхания. Последнее может также найти применение в умной инфраструктуре с системами обнаружения присутствия, детских мониторах, медицинскими приборах, системах выявления экстренных случаев.

Технология широко применяется для навигации в помещениях разного типа: торговых точках, больницах, местах для парковки, производственных территориях. UWB может использоваться для организации эвакуации в чрезвычайных случаях, позволяя определять местонахождение и направлять к выходу всех, кто находится на территории.

В период пандемии стало актуальным ещё одно применение UWB, связанное с социальным дистанцированием. Бейджи и браслеты с UWB могут предупреждать владельцев при приближении друг к другу и включать аварийную нотификацию, когда безопасная зона нарушена. Точность определения при этом составляет менее 10 см.

UWB может использоваться при цифровизации и оптимизации производственных процессов. Отслеживание инструмента и оборудования повышает эффективность их использования и экономит время персонала, а система предотвращения столкновения повышает безопасность на территории производства.

И, конечно же, широко известные сейчас UWB-метки, пристёгнутые к связке ключей или рюкзаку и работающие в паре со смартфоном, сэкономят время и нервы при поиске важных личных вещей.

Контроль доступа

Рассчитывая время распространения (ToF), UWB обеспечивает высокую точность при измерении расстояния, а также безопасность передаваемых данных, а вычисление угла прихода сигнала (AoA) позволяет определить направление движения источника. Так устройства с UWB понимают, например, приближается ли пользователь к закрытой двери или отходит от неё, а также знают по какую сторону от двери всё это происходит.

В случае с контролем доступа UWB работает в паре с другими протоколами, чаще всего — с Bluetooth. Bluetooth используется для инициализации процедуры измерения расстояния и для передачи данных, а UWB отвечает непосредственно за вычисление расстояния.

Новый физический слой (PHY), добавленный в IEEE 802.15.4z и относящийся к защите шифрованием, сводит к минимуму успешность MITM-атак (“Man-in-the-middle”, букв. атака “человек посередине”). Это открывает огромное количество возможностей: умные замки на входных дверях и гаражных воротах, система контроля физического доступа на производственных площадках, сервисы проката, цифровые ключи для транспортных средств и многое другое.

В начале 2022 года Samsung в коллаборации с Zigbang аннонсировал выпуск “умного дверного замка”, для отпирания которого не понадобиться даже доставать из кармана смартфон.

В январе 2021 года компания Apple анонсировала цифровой ключ с UWB для автомобиля и подтвердила, что расширяет поддержку подобного функционала, а также цифровой авторизации в iOS 15 и watchOS 8 для пользователей Apple Watch. Pixel 6 Pro и Pixel 7 Pro также поддерживают UWB для использования цифрового ключа, а также для функции Android-а “Nearby Share”, позволяющей передавать файлы на близком расстоянии с одного устройства на другое.

Volkswagen и крупнейший мировой производитель чипов NXP не отстают и предлагают дополнительные функции отключения подушки безопасности при наличии детского кресла, управления жестами багажной дверью, автоматического управления сцепкой для прицепа.

Обновленные BMW X5 и X6 будут поддерживать функцию UWB-цифрового ключа, которым через нативное приложение можно поделиться ещё с пятью людьми.

UWB-устройства могут формировать вокруг определенной зоны так называемый “пузырь безопасности”, используемый в частности для автоматической разблокировки персональных устройств. Пара видео с демонстрацией работы таких “пузырей”:

UWB может использоваться при организации WBAN сетей (Wireless Body Area Network). Сеть UWB-датчиков, измеряющих жизненные показатели пациента (датчики ЭКГ и ЭМГ, датчик сатурации кислородом и другие), может использоваться в интеллектуальных системах мониторинга и предупреждения.

Мультимедиа, дополненная и виртуальная реальность

Низкое значение задержки (5-10 мс для потоковой трансляции аудио при использовании кодеков и вплоть до 2 мс при передаче несжатого аудио) делает UWB привлекательным для использования в потоковой передаче видео- и аудиоданных, в VR и AR, различных типах контроллеров.

UWB-устройства могут создавать контекстуальный пользовательский опыт в зависимости от своего положения и ориентации, это может использоваться в ритейле и системах “умного” дома.

Колонки Apple HomePod, HomePod mini и Nest от Google могут мгновенно перехватывать играющую на смартфоне музыку, подкаст или текущий телефонный разговор при его приближении к колонке (функция “Handoff” у Apple).

Пример UWB-устройства для умного дома — пульт Sevenhugs Smart Remote X. Вышедший на рынок в 2016 году, продукт, к несчастью, опередил своё время. Комплект включал пульт дистанционного управления и опорные точки для определения его пространственной ориентации. При наведении на устройство на пульте отображалось соответсвующее контекстное меню. Главным недостатком был заградительный ценник $399 на начало продаж.

Датчики присутствия с UWB могут использоваться в профессиональных системах освещения офисных зданий. Включение света при движении позволяет экономить электроэнергию, а высокая чувствительность UWB-датчиков позволяет фиксировать даже минимальные движения сидящего спокойно за компьютером или телефоном человека и поддерживать освещение в нужной зоне.

В целевом маркетинге покупатели могут получать индивидуальные предложения в зависимости от того, в каком отделе магазина они находятся, и в зависимости от их личных предпочтений. Бизнес может получать важные данные, анализируя клиентопоток и поведение покупателей.

Транспорт

Многочисленные варианты для транспортной сферы включают в себя:

Система автоматической парковки автомобиля и подачи для посадки по запросу: водитель может покинуть автомобиль в нужном месте, и автомобиль найдёт место и припаркуется сам. Позже, через приложение на смартфоне водитель может вызвать автомобиль для подачи в нужную точку;

V2X (vehicle-to-everything, система обмена данными между автомобилем и другими объектами дорожной инфраструктуры) и беспилотное управление;

Цифровые ключи и различные функции, облегчающие жизнь, о которых писалось выше;

C2X (communication-to-everything, “социальная” сеть транспортных средств) может существенно снизить количество ДТП посредством коммуникации транспортных средств и объектов транспортной инфраструктуры.

Интересный пример реализации функции следования и предупреждения столкновения с использованием технологии UWB — “умный” дипломат Airwheel SR5, который следует за владельцем самостоятельно, избегая препятствий по дороге.

UWB также главный кандидат для использования в миниатюрных летательных аппаратах (MAV).

Заключение

Не будет преувеличением сказать, что стандарт UWB ждёт светлое будущее — помимо многочисленных вариантов использования в b2b сегменте высока вероятность того, что он может стать одним из стандартных интерфейсов для смартфонов, как это уже случилось с Bluetooth и NFC.

Оценка среднегодового темпа роста рынка UWB к 2026 г., сделанная в 2021 году “Research and Markets”, составляет 16,06% или $3,129 млрд, и может удвоиться, если не утроиться, в том случае, если UWB станет стандартным интерфейсом, что уже происходит с флагманскими моделями смартфонов и в перспективе может случиться с устройствами средней ценовой категории.

В notAnotherOne следят за развитием UWB и участвуют в ряде проектов, включая типичные варианты использования, такие как RTLS (“Real-time locating system”, системы позиционирования в реальном времени), а также более редкие реализации технологии, в том числе потоковую передачу звука.