فناوری UWB

آشنایی فناوری UWB

فناوری UWB یا باند فوق وسیع یک فناوری رادیویی است که برای مخابرات بی‌سیم در سطوح پایین توان و در برد کوتاه استفاده می‌شود. فناوری باند فوق وسیع بی‌سیم (UWB) در فرکانس‌های بالا کار می‌کند و در دریافت داده‌های دقیق مکانی و جهت‌یابی کاربرد دارد. در ادامه قصد داریم به طور مفصل هر آنچه که نیاز است در مورد این فناوری بدانید، برای شما شرح دهیم. با ما همراه باشید.

 

UWB چیست؟

فناوری UWB در گوشی اپل

تکنولوژی بی‌سیم UWB یک پروتکل ارتباطی بی‌سیم کوتاه برد است که مانند بلوتوث یا Wi-Fi از امواج رادیویی استفاده می‌کند. همان‌طور که از نامش مشخص است، این فناوری از طیف گسترده‌ای از چندین گیگاهرتز استفاده می‌کند. این تکنولوژی یک رادار است که می‌تواند به طور مداوم کل اتاق را اسکن کرده و دقیقا روی یک شی به مانند پرتو لیزر قفل شود تا مکان آن را کشف کرده و داده‌ها را منتقل کند. در اوایل دهه 2000، باند فوق وسیع استفاده محدودی در رادارهای نظامی و ارتباطات پنهان داشت و به شکل مختصر به عنوان نوعی عکس‌برداری پزشکی مورد استفاده قرار می‌گرفت. به گفته فیل سولیس، مدیر تحقیقات IDC، امروزه انتظار می‌رود هدف اصلی اولترا واید بند کشف مکان و وسایل مختلف باشد. امروزه از این فناوری در گوشی‌های هوشمند نیز استفاده می‌شود. سامسونگ، اپل و هواوی ازجمله بزرگ‌ترین تولیدکنندگان گوشی‌های موبایل هستند که روی این تکنولوژی کار کرده و سعی دارند تا محصولات خود را با تکیه‌ بر آن تولید کنند. با‌ این‌ حال، اپل اولین شرکتی است که از این فناوری در یک تلفن استفاده می‌کند.

 

فناوری بی سیم UWB چگونه کار می‌کند؟

ultra-wideband فناوری

یک فرستنده فناوری UWB با ارسال میلیاردها پالس (UWB قبلا به عنوان رادیو پالس شناخته می‌شد) در فرکانس وسیع کار می‌کند. سپس یک گیرنده با گوش دادن به یک دنباله پالس آشنا توسط فرستنده، پالس‌ها را به داده تبدیل می‌کند. هر دو نانو ثانیه یک پالس ارسال می‌شود که به UWB کمک می‌کند تا به دقت لازم در زمان واقعی برسد. باند فوق عریض (ultra-wideband) دارای پهنای باند 500 مگاهرتزی است. برخلاف Wi-Fi، این تکنولوژی در انتقال از طریق دیوارها چندان خوب نیست. فرایند موقعیت‌یابی توسط فناوری UWB، در لحظه حرکات دستگاه را پیگیری می‌کند؛ بنابراین دستگاه‌هایی که به فناوری باند فوق عریض مجهز هستند می‌توانند هم حرکت و هم موقعیت نسبی را تشخیص دهند.

طبق گزارش‌های منتشر شده، تکنولوژی UWB دقت بالاتری در موقعیت راستای دید (LoS) و نیز تعیین موقعیت بهتری در شرایط غیر راستای دید (nLoS) دارد و می‌تواند در محیط‌هایی با موانع مختلف ازجمله دیوارها یا انسان که معمولا جلوی این سیگنال‌ها را می‌گیرند، به خوبی کار کند. باند فوق وسیع به‌واسطه تکنولوژی زاویه ورود (AoA)، کارهای موقعیت‌یابی را به شکل بسیار دقیق با دقتی در سطح سانتی‌متر ارائه دهد. علاوه بر این، UWB قادر است که تشخیص دهد آیا اشیا ثابت یا در حال حرکت هستند. اکنون ممکن است این سوال در ذهن شما ایجاد شود که این تکنولوژی در زندگی روزمره چگونه به کار ما می‌آید؟ به طور مثال این فناوری می‌تواند تشخیص دهد که در حال نزدیک‌ شدن به یک در قفل شده هستید و یا قادر است نشان دهد داخل هستید یا بیرون. فناوری ultra-wideband قادر است مشخص کند هنگامی که در موقعیت مکانی خاصی قرار می‌گیرید، قفل باز شود یا خیر. برای مثال وقتی به درب خانه خود نزدیک شوید، این تکنولوژی می‌تواند در را برای شما باز کند.

 

موارد استفاده احتمالی از UWB چیست؟

فناوری بی سیم uwb

اپل استفاده از فناوری UWB را با بیکان ثبت کرد. بیکان‌ها درواقع سنسورهای کوچکی هستند که می‌توانند به اجسام متصل شوند و سیگنالی را ارسال کنند که از آن برای تخمین فاصله بین دو شی استفاده شود. به عنوان مثال، یک فرودگاه یا مرکز خرید مجهز به شبکه بیکان می‌تواند حرکت عابران پیاده را در داخل ساختمان زیر نظر گرفته و مسیرهای مختلف به مقصد را در زمان واقعی نشان دهد. باند فوق وسیع تکنولوژی جدیدی است و شرکت‌های بزرگ به تازگی به طور گسترده شروع به کار روی آن کرده‌اند. اتحادیه‌ای به نام FiRa که شرکت‌های بزرگی عضو آن هستند، بهره‌بردن از تکنولوژی UWB، عرضه آپدیت استاندارد و برنامه‌های صدور گواهی برای اطمینان از این فناوری را به شکل وسیعی تبلیغ می‌کند.

شرکت سامسونگ نیز در کنار اپل سعی کرده تا تلاش زیادی در توسعه این فناوری داشته باشد. سامسونگ تعدادی برنامه خاص در سری گلکسی طراحی کرده که از فناوری باند فوق وسیع بهره می‌برند. قابلیت Nearby Share یکی از بهترین و کاربردی‌ترین این برنامه‌ها هست که جهت انتقال راحت‌تر فایل بین دستگاه‌ها عرضه شد. جهت استفاده از این برنامه باید گوشی خود را در جهت یک تلفن همراه دیگر که از تکنولوژی بی‌سیم UWB بهره می‌برد، قرار بدهید. SmartThings Find یکی دیگر از برنامه‌هایی است که سامسونگ در طراحی آن از فناوری اولترا واید بند استفاده کرده است. به‌واسطه واقعیت افزوده (AR) و جهت‌یابی قادرید موقعیت دستگاه‌های دیگری که مجهز به این فناوری هستند، پیدا کنید.

درمجموع شرکت‌های مختلف از باند فوق عریض جهت پیدا کردن موقعیت مکانی افراد و اشیاء در مکان‌های گوناگون استفاده می‌کنند. این تکنولوژی دارای دقت و سرعت بسیار بالایی است. پس از شیوع جهانی ویروس کرونا، فناوری UWB توانست کمک زیادی در مکان‌های شلوغ و پرتردد کند. درواقع از این تکنولوژی می‌توان برای رعایت فاصله‌گذاری اجتماعی استفاده کرد. به کمک این فناوری یک سنسور قابل‌حمل قادر است به فردی هشدار دهد که به فرد دیگر بیش‌ازحد نزدیک شده است. ازجمله دیگر مزایای این تکنولوژی در شرکت‌های بزرگ می‌توان به دیجیتال‌سازی انبارها، کارگاه‌ها، زنجیره فرایند، ثبات‌بخشی فرایندهای داخلی و نیز بهینه‌سازی عملکرد اشاره کرد.

 

UWB چه فرقی با وای‌فای و بلوتوث دارد؟

فناوری UWB با وای فای و بلوتوث

بلوتوث و وای‌فای درست به مانند فناوری UWB از تکنولوژی اتصال بی‌سیم استفاده می‌کند. این فناوری‌ها به اندازه UWB از دقت بالا، ظرفیت عالی موقعیت‌یابی و امنیت فرکانس رادیویی برخوردار نیستند. درواقع این فناوری را می‌توان نسخه بسیار قدرتمندتر و کاربردی‌تر وای فای و بلوتوث دانست.

 

امنیت و آسودگی با فناوری UWB

امنیت با فناوری UWB

تکنولوژی باند فوق وسیع می‌تواند نقش مهمی در مباحث امنیتی داشته باشد. یکی از مهم‌ترین امکانات امنیتی که بدون شک در آینده نزدیک شاهد توسعه گسترده آن خواهیم بود، مربوط به فناوری کلید دیجیتال می‌شود که به طور مستقیم از باند فوق عریض استفاده می‌کند. به کمک کلید دیجیتال می‌توانید درب خودروها را بدون نیاز به خارج‌کردن کلید، باز یا بسته کنید. در واقع تمام گوشی‌ها و دستگاه‌هایی که مجهز به فناوری UWB باشند، نقش کلید دیجیتال را برای شما بازی می‌کنند. روزی کلید دیجیتال به‌واسطه امنیت بالایش جای کلیدهای فیزیکی را خواهند گرفت. سامسونگ یکی از پیشگامان کار روی کلید دیجیتال است که سعی دارد در این زمینه همکاری گسترده‌ای را با شرکت‌های خودروسازی بزرگ آغاز کند. این شرکت برای نخستین بار با عرضه Galaxy S21 Ultra و Galaxy S21+ 5G، از تکنولوژی کلید دیجیتال رونمایی کرد.

 

جمع‌بندی

فناوری UWB یکی از تکنولوژی‌های کاربردی است که بدون شک آینده بسیار درخشانی دارد. اپل و سامسونگ دو شرکت بزرگی هستند که به شکل گسترده روی این فناوری کار می‌کنند و در تلفن‌های هوشمند خود آن را به کار گرفته‌اند. باند فوق وسیع کاربردهای گسترده‌‎ای دارد که ازجمله مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به امنیت، موقعیت‌یابی و یا جهت‌یابی اشاره کرد. البته فناوری باند فوق عریض هنوز راه زیادی جهت پیمودن دارد؛ ولی بدون شک در آینده‌ای نه‌چندان دور شاهد درخشش فوق‌العاده این فناوری خواهیم بود.