فناوری UWB چیست؟
UWB مخفف Ultra-Wideband یا «باند فوقعریض» است و یک فناوری ارتباط بیسیم مبتنی بر امواج رادیویی محسوب میشود. برخلاف بسیاری از فناوریهای بیسیم که تمرکز اصلی آنها بر انتقال داده است، UWB برای اندازهگیری دقیق فاصله و موقعیت نسبی دستگاهها طراحی شده است. طبق مستندات رسمی Android، UWB میتواند برای اندازهگیری فاصله میان دستگاههای سازگار با دقتی در حدود 10 سانتیمتر مورد استفاده قرار گیرد.یکی از ویژگیهای اصلی UWB، استفاده از پهنای باند بسیار زیاد است. Android پهنای باند UWB را بیش از 500 مگاهرتز یا بیش از 20 درصد پهنای باند نسبی تعریف میکند. این ویژگی به فناوری اجازه میدهد سیگنالها را برای کاربردهای دقیق اندازهگیری فاصله به کار بگیرد.
برای برقراری ارتباط UWB، معمولاً دو دستگاه در فرایند اندازهگیری حضور دارند. یکی از دستگاهها در نقش Controller یا Initiator قرار میگیرد و فرایند اندازهگیری را آغاز میکند و دستگاه دیگر بهعنوان Controlee یا Responder پاسخ میدهد.پیش از شروع اندازهگیری، دو دستگاه باید یکدیگر را شناسایی کرده و پارامترهای موردنیاز برای برقراری جلسه UWB را با هم تبادل کنند. این مرحله میتواند با استفاده از یک ارتباط خارج از باند یا OOB انجام شود؛ برای مثال، Bluetooth Low Energy یا BLE میتواند برای شناسایی دستگاه و تبادل اطلاعات اولیه مورد استفاده قرار گیرد.
مهمترین مزیت فناوری UWB
مهمترین مزیت فناوری UWB، دقت بالا در اندازهگیری فاصله است. این ویژگی باعث میشود UWB برای کاربردهایی که دانستن موقعیت دقیق یک دستگاه اهمیت دارد، گزینه مناسبی باشد.
بهعنوان مثال، در یک سیستم ردیابی، Bluetooth میتواند برای برقراری ارتباط و شناسایی دستگاه استفاده شود، در حالی که UWB اطلاعات دقیقتری درباره فاصله میان گوشی و وسیله موردنظر ارائه میکند. همین قابلیت، UWB را به فناوری مهمی برای ردیابی اشیا، مکانیابی دقیق، دستگاههای هوشمند و کاربردهای اینترنت اشیا (IoT) تبدیل کرده است.
تفاوت UWB و Bluetooth چیست؟
Bluetooth و UWB رقیب مستقیم یکدیگر نیستند و در بسیاری از کاربردها میتوانند در کنار هم استفاده شوند. Bluetooth Low Energy برای ارتباط کممصرف و انتقال حجم محدودی از اطلاعات بسیار مناسب است، در حالی که UWB تمرکز ویژهای بر اندازهگیری دقیق فاصله و موقعیت دارد.در یک سیستم ردیابی هوشمند، BLE میتواند وظیفه شناسایی دستگاهها و برقراری ارتباط اولیه را بر عهده داشته باشد و UWB برای اندازهگیری دقیقتر فاصله مورد استفاده قرار گیرد. Android نیز استفاده از BLE بهعنوان یکی از روشهای ارتباط خارج از باند برای کشف دستگاههای UWB و تبادل پارامترهای لازم را پشتیبانی میکند.
کاربرد فناوری UWB
کاربرد فناوری UWB فقط به ردیابهای هوشمند محدود نمیشود. توانایی این فناوری در اندازهگیری دقیق فاصله، امکان استفاده از آن را در حوزههای مختلف فراهم کرده است.از مهمترین کاربردهای UWB میتوان به ردیابی دقیق اشیا، مکانیابی داخلی، پیدا کردن دستگاههای نزدیک، ارتباط و تعامل میان تجهیزات هوشمند، سیستمهای موقعیتیابی و اینترنت اشیا اشاره کرد.در دستگاههای هوشمند، UWB میتواند به سیستم کمک کند تا بهجای یک تخمین کلی از موقعیت، اطلاعات دقیقتری درباره فاصله و موقعیت نسبی دستگاههای اطراف به دست آورد.
فناوری UWB در ردیابهای هوشمند
یکی از کاربردهای ملموس UWB در محصولات مصرفی، استفاده از آن در ردیابهای هوشمند است. در چنین محصولاتی، UWB میتواند به گوشی هوشمند کمک کند تا ردیاب را با دقت بیشتری پیدا کند.برای نمونه، Galaxy SmartTag2 از UWB پشتیبانی میکند و در گوشیهای Galaxy سازگار، این فناوری در قابلیت Compass View برای کمک به پیدا کردن ردیاب استفاده میشود. در نتیجه، کاربر میتواند اطلاعاتی درباره جهت و فاصله ردیاب دریافت کند.البته استفاده از قابلیتهای UWB به پشتیبانی سختافزاری گوشی از این فناوری نیاز دارد و عملکرد واقعی نیز میتواند تحت تأثیر شرایط محیطی و موانع فیزیکی قرار بگیرد.
نکات مهم
اینترنت : فناوری UWB برای اندازهگیری فاصله میان دستگاههای سازگار به اینترنت نیاز ندارد و این فرایند از طریق ارتباط رادیویی مستقیم انجام میشود؛ با این حال، برنامهها ممکن است برای شناسایی دستگاهها، تبادل اطلاعات یا ارائه برخی امکانات جانبی از Bluetooth یا اینترنت استفاده کنند و در Android نیز پارامترهای لازم برای برقراری ارتباط UWB میتوانند از طریق ارتباط خارج از باند مانند BLE منتقل شوند.
امنیت: از نظر امنیت، Android در ارتباطات UWB از STS یا Scrambled Timestamp Sequence استفاده میکند و بهکارگیری STS اختصاصی برای هر جلسه میتواند امنیت ارتباط را افزایش داده و در برابر برخی تهدیدها مانند حملات بازپخش یا Relay محافظت بیشتری ایجاد کند.
محدودیتها: با وجود دقت بالای این فناوری، عملکرد واقعی آن به عواملی مانند سختافزار دستگاه، شرایط محیطی، فاصله، وجود موانع و نحوه پیادهسازی فناوری در محصول بستگی دارد؛ همچنین برای استفاده از قابلیتهای UWB، دستگاههای مورد استفاده باید از نظر سختافزاری و نرمافزاری با این فناوری سازگار باشند، بنابراین وجود UWB در یک ردیاب بهتنهایی برای استفاده از تمام قابلیتهای آن کافی نیست.
برخی محصولات مجهز به فناوری UWB
