UWB-是一时炒作还是成为常态？
自从 2019 年主要智能手机制造商开始将超宽带 (uwb) 确立为下一代室内定位无线标准以来，uwb 的应用已变得越来越普遍。也正是从那时开始，大量的相关产品（比如能够协助寻找遗落钥匙的 uwb 标签）发布信息以及关于创新应用（比如在 2022 年 fifa 世界杯上实时追踪足球位置）的新闻如雨后春笋般涌现。然而我们仍然面临着一个问题：uwb 的风靡到底是一时炒作的结果，还是会像 wi-fi 一样成为业内默认的无线标准？那我们就带着这个问题来探讨一下 uwb 技术在无钥匙入车和数字支付等关键任务应用中的潜力，以及它在拓展应用范围的过程中面临的挑战。
uwb 在无钥匙入车领域的应用
2022年，汽车连接联盟 (ccc) 宣布将 uwb 认定为 bluetooth 低功耗技术的补充技术，用于实现其数字钥匙规范第3版中所述的安全无钥匙进入功能。 尽管基于 bluetooth 低功耗的遥控钥匙和应用程序已被普遍接受，但人们仍在担心可能存在的中继攻击问题。在一个网络热门视频中，有人利用带有bluetooth 中继装置的笔记本电脑将一辆特斯拉远程解锁并驾车离开；视频中解释说，这种安全漏洞可能会对任何搭载了bluetooth 低功耗技术的无钥匙进入车辆造成影响。而 uwb 则是依靠纳秒级脉冲实现厘米级精度的距离测量，能够确保信号来自实际存在的合法信号源，而非来自经过增强的中继信号。uwb 的出现有效提升了设备的安全性，从而能够与bluetooth 低功耗技术一道为日益关注安全性能的汽车行业提供可靠、安全的无钥匙进入功能。
abi research（2022 年）
uwb 在无线支付领域的应用
随着智能手机配售率的不断上升，人们也开始考虑将 uwb 用作近场通信 (nfc) 的替代或补充技术。如今非接触式支付已经日益为大众所接受，越来越多的智能设备（例如智能手机和智能手表）开始搭载 nfc 技术，且该技术在智能手机中的配售率已超过了 50%。在过去 3 年中，新冠病毒的出现使得人们亟需尽量避免接触实体现金和信用卡，因此从客观上加快了非接触式支付（包括 nfc 和二维码支付）的推广速度。uwb 可为支付行业带来革命性的变化：消费者无需取出信用卡、钥匙或是手机即可支付购货费用或是解锁车门；这一变化将进一步推动非接触式支付的发展；凭借厘米级的精度，uwb 可确保您仅会为自己选购的货物支付费用，而不会为旁边结账通道内的货物埋单。
bluetooth 和 uwb
尽管 uwb 能够为关键任务应用带来无与伦比的精度和安全性，但对于一些基于位置的服务而言，bluetooth 仍不失为一种实用的选择。业内正在为 bluetooth sig 开发新的应用方法（例如先前曾被称为高精度距离测量 (hadm) 的信道探测 (channel sounding)），以提高距离测量的精度和安全性。应用 channel sounding 方法时，用户可利用两个或更多频率的 bluetooth 信号，根据所观察到的信号的相对相位差来计算两台 bluetooth 设备之间的距离。与先前用于 bluetooth 距离测量的接收信号强度指示器 (rssi) 方法（该方法需依靠接收信号的相对功率水平）不同，channel sounding 方法对中继攻击的敏感性较低，并且可以实现更为出色的米级精度。尽管此种精度之前已能够通过多个天线进行三角测量来实现，但是 channel sounding 方法的单天线实现方式能够在此基础上有效降低硬件成本。此外，用户还可以在 bluetooth 信道探测过程中使用一个名为标准化攻击检测器 (nad) 的指标来识别和量化射频环境中的突变状况。用户可将接收到的数据包与预期的数据包信号进行比较，并将由此计算得出的 nad 度量值视为存在攻击者的概率。假设 channel sounding 在智能手机中的配售率为 100%，当最终确定采用 channel sounding 方法时，该方法可能会启用大量需要在数米内进行距离测量的实时定位服务 (rtls)，例如室内导航、资产与人员跟踪等。然而在精度和安全性要求更高的关键任务应用（例如非接触式支付、无钥匙汽车进入和数字酒店房间钥匙）领域，uwb 可能会继续占据主导地位。
uwb 面临的挑战
uwb 500 mhz 及以上的带宽能够反向生成独有的纳秒级脉冲，从而能够实现前所未有的距离测量精度。然而，这样的宽带宽度也提升了设计的复杂性以及设备功耗。此外，不同于在免许可的 2.4 ghz 频段内运行的窄带技术，uwb 会在 fcc 规范第 15 部分中规定的许可频段内运行，因此 uwb 会在辐射限制方面受到更多的管制。为了应对这些挑战，位置和安全应用将继续依靠一些窄带无线标准（例如 bluetooth）的相关初始发现和同步功能来降低通信负荷，同时保留 uwb 的关键任务测距用途。不同的无线标准之间不应在竞争中趋同，而是必须相互协作，从而面向特定的用例提供最佳的用户体验。换句话说，我们可能会看到智能手机和汽车中搭载更多而非更少的无线标准，而 uwb 则很可能成为基于位置的高精度安全通信的主要来源。因此，uwb 设备最需要注重的将会是精度质量。
结
语
uwb 技术具有无与伦比的精度和安全性，很可能为无钥匙入车和数字支付等关键任务应用带来革命性的变化。虽然 bluetooth 等其他无线标准仍是一些基于位置的服务的实用选择，且仍是降低流量方面的关键合作对象，但 uwb 将很有可能在以安全为中心的应用领域发挥主要作用。尽管 uwb 的应用道路上确实存在一些挑战，但相信人们最终可以在其他无线标准的辅助下克服这些难题，并为用户带来最佳的综合性无线体验。
关于莱特波特litepoint
litepoint 致力于为全球具创新精神的无线设备制造商提供无线测试解决方案和服务，帮助他们确保产品能够满足当今消费者日益严苛的要求。作为无线测试领域的先进创新企业，litepoint 产品开箱即用，可对全球使用广泛的无线芯片组进行测试。litepoint 与智能手机、平板电脑、pc、无线接入点和芯片组的领先制造商携手合作，并且在新兴互联设备（物联网）测试领域占据前沿地位。litepoint 总部位于加利福尼亚州硅谷，在全球设有多个办事处，是自动化测试设备和工业自动化解决方案先进供应商 teradyne（纳斯达克股票代码：ter）的全资子公司。teradyne 目前在全球范围内拥有 6,500 名员工，2022 年营收为 32亿美元。如需了解更多信息，请访问 teradyne.com。teradyne 是 teradyne, inc. 在美国和其他国家/地区的注册商标。
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uwb 在无线支付领域的应用
随着智能手机配售率的不断上升，人们也开始考虑将 uwb 用作近场通信 (nfc) 的替代或补充技术。如今非接触式支付已经日益为大众所接受，越来越多的智能设备（例如智能手机和智能手表）开始搭载 nfc 技术，且该技术在智能手机中的配售率已超过了 50%。在过去 3 年中，新冠病毒的出现使得人们亟需尽量避免接触实体现金和信用卡，因此从客观上加快了非接触式支付（包括 nfc 和二维码支付）的推广速度。uwb 可为支付行业带来革命性的变化：消费者无需取出信用卡、钥匙或是手机即可支付购货费用或是解锁车门；这一变化将进一步推动非接触式支付的发展；凭借厘米级的精度，uwb 可确保您仅会为自己选购的货物支付费用，而不会为旁边结账通道内的货物埋单。
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尽管 uwb 能够为关键任务应用带来无与伦比的精度和安全性，但对于一些基于位置的服务而言，bluetooth 仍不失为一种实用的选择。业内正在为 bluetooth sig 开发新的应用方法（例如先前曾被称为高精度距离测量 (hadm) 的信道探测 (channel sounding)），以提高距离测量的精度和安全性。应用 channel sounding 方法时，用户可利用两个或更多频率的 bluetooth 信号，根据所观察到的信号的相对相位差来计算两台 bluetooth 设备之间的距离。与先前用于 bluetooth 距离测量的接收信号强度指示器 (rssi) 方法（该方法需依靠接收信号的相对功率水平）不同，channel sounding 方法对中继攻击的敏感性较低，并且可以实现更为出色的米级精度。尽管此种精度之前已能够通过多个天线进行三角测量来实现，但是 channel sounding 方法的单天线实现方式能够在此基础上有效降低硬件成本。此外，用户还可以在 bluetooth 信道探测过程中使用一个名为标准化攻击检测器 (nad) 的指标来识别和量化射频环境中的突变状况。用户可将接收到的数据包与预期的数据包信号进行比较，并将由此计算得出的 nad 度量值视为存在攻击者的概率。假设 channel sounding 在智能手机中的配售率为 100%，当最终确定采用 channel sounding 方法时，该方法可能会启用大量需要在数米内进行距离测量的实时定位服务 (rtls)，例如室内导航、资产与人员跟踪等。然而在精度和安全性要求更高的关键任务应用（例如非接触式支付、无钥匙汽车进入和数字酒店房间钥匙）领域，uwb 可能会继续占据主导地位。
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结
语
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