Все, что вам нужно знать о сверхширокополосной связи в iPhone 12 и HomePod mini

Apple добавила свой чип U1 к еще большему количеству продуктов и явно планирует сделать Ultra Wideband главной особенностью своей экосистемы устройств? Вот разбивка UWB, что он делает сейчас и что он может сделать для вас.

Наряду с выпуском линейки смартфонов iPhone 12 Apple представила ряд других продуктов в ходе нескольких специальных мероприятий. Появление поддержки Ultra Wideband в HomePod mini, а также в Apple Watch Series 6 вызвало больше разговоров о технологии и ее потенциальном использовании в будущем.

Некоторые все еще могут быть сбиты с толку тем, что на самом деле делает сверхширокополосный канал и как он может принести им пользу в будущем. Помимо объяснения Apple, что его можно использовать для отслеживания местоположения, компания на самом деле не предложила много способов объяснения сверхширокополосной связи на практике, за исключением приоритизации AirDrop.

В этой статье мы стремимся демистифицировать сверхширокополосную связь.

Обычно называемый СШП, сверхширокополосный беспроводной протокол для связи, который работает с использованием радиоволн. По сути, его можно использовать для передачи сообщений между устройствами, что делает его чем-то похожим на Bluetooth или Wi-Fi.

Поскольку у него есть потенциальные приложения для связи в личных сетях, а именно, позволяя устройствам на человека обмениваться данными друг с другом, существует множество перекрестков с другими установил Bluetooth. Однако способ его работы означает, что он может предложить некоторые дополнительные функции, которые не могут обеспечить два других типа связи.

Основная функция, которую он обеспечивает, — это высокоточное отслеживание местоположения, при этом устройства, использующие UWB, потенциально могут определять расстояние и даже расположение другого оборудования относительно самого себя. с точностью до нескольких дюймов. Это означает, что у него есть потенциальные возможности использования для служб отслеживания устройств, таких как расширенная форма приложения Find My.

iPhone от Apple 11 страница продукта, на которой подробно описывается включение микросхемы U1 в 2019 году.

Хотя он имеет некоторые промышленные цели, включая радиолокационные системы, получение медицинских изображений, и даже протестирован на совместимость сигнализация в метро Нью-Йорка, основное использование технологии для потребителей по-прежнему, вероятно, будет связано с обменом данными между устройствами и слежением за местоположением на близком расстоянии.

По идее, UWB существует уже довольно давно. Лишь относительно недавно он приобрел известность, в основном из-за включения этой технологии Apple в iPhone 11..

Консорциум FiRa, в который входят Samsung, Oppo, Xiaomi и другие фирмы, был сформирован в 2019 году для поощрения создания UWB для потребительских устройств. который работает на разных платформах, например, между разными моделями смартфонов. Хотя группа существует, она пока не считает Apple своим членом, и неясно, будет ли реализация Apple работать с версией FiRa в будущем.

Как работает сверхширокополосная связь для связи?

Как и другие радиосвязи систем, UWB полагается на комбинацию передатчиков и приемников на устройствах. В то время как Wi-Fi и Bluetooth используют относительно узкие частотные диапазоны для связи между устройствами, UWB работает совершенно иначе.

Как следует из названия «Сверхширокополосный», UWB избавляется от узких диапазонов и вместо этого передает данные в гораздо большей полосе частот. В то время как типичная ширина канала Wi-FI может составлять 20, 40 или 80 МГц, UWB вместо этого использует диапазон полосы пропускания 500 МГц или более для своих передач.

UWB обычно может себе это позволить, потому что он работает в большом диапазоне, который обычно не используется для других типов связи, диапазон которых разрешен FCC. от 3,1 ГГц до 10,6 ГГц для нелицензионного использования. Для микросхемы Apple U1, которая используется в собственных сверхширокополосных приложениях Apple, разбор TechInsights показал, что он передает данные на двух частотах: 6,24 ГГц и 8,2368 ГГц.

U1 чип в iPhone 11 Pro Max [через TechInsights]

Необычной характеристикой UWB является то, что это импульсная система, которая многократно выдает сигналы затем выключается перед повторением. Хотя каждый импульс может занимать весь диапазон назначенной ему полосы пропускания, чрезвычайно короткое время передачи каждого импульса, а также относительно низкое энергопотребление ориентированного на потребителя СШП делают маловероятным его влияние на другие системы. в тех же диапазонах.

Использование таких больших полос означает, что сигнал можно легко использовать для передачи данных. Учитывая, что он способен передавать более миллиарда импульсов в секунду и использует несколько импульсов для каждого бита закодированных данных, это может равняться скорости в сотни мегабит в секунду в идеальных условиях

Это не совсем уровень скорости сети Wi-Fi. Это все еще довольно много для связи, помимо управляемой пользователем передачи больших файлов.

Требуемые регулятором низкие уровни мощности для широковещательной передачи в сочетании с более хрупким характером передачи в верхней полосе означают, что общий диапазон полезности невелик, обычно выше на расстоянии до 30 футов, и поэтому не идеально для таких коммуникаций в первую очередь.

Как сверхширокополосный работает для отслеживания местоположения?

Импульсный характер Ultra Wideband позволяет отслеживать местоположение несколькими способами. Для начала, регулярно отправляя импульс данных, он может позволить другим близлежащим устройствам знать, что он существует, или наоборот, если он получает импульс от другого устройства.

Использование UWB и его широкого диапазона используемых частот также позволяет устройствам выполнять вычисления времени полета (ToF), а именно, сколько времени требуется, чтобы получить ответ, который предоставляет гораздо более полезную точку данных: насколько далеко друг от друга расположены устройства.

Используя такой широкий частотный диапазон, это практически позволяет системе превзойти многолучевое распространение, а именно случаи, когда радиоволны проходят по нескольким путям, чтобы достичь пункта назначения, например как эхо от поверхностей. Поскольку некоторые частоты, используемые в импульсе, с большой вероятностью дойдут до предполагаемого получателя непосредственно в пределах прямой видимости, вычисления могут быть основаны на них, а не на более медленных отклоненных сигналах на других частотах, что приведет к более точным расчетам.

Яблоко иллюстрация использования UWB для игр на основе относительного местоположения, в данном случае многопользовательского Pong.

Один iPhone отправляет пакет данных на второй iPhone в задаче, известной как «ранжирование». Второе устройство принимает его и отправляет ответ первому, который затем принимается с записью всех времен приема и передачи.

Затем первое устройство может отправить третий пакет данных второму, содержащий идентификатор устройства, временную метку отправки первого пакета, временную метку, когда первое устройство получило ответ и время отправки третьего пакета. Этого достаточно для второго устройства, чтобы определить, насколько далеко друг от друга находятся два устройства.

Поскольку второе устройство имеет временные метки для приема и отправки пакетов, аналогичные точки данных могут быть отправлены, что также информирует первое устройство о диапазоне.

Поскольку радиостанции UWB также могут определять угол входящий сигнал, это также может позволить ему определить направление, в котором находится устройство по отношению к нему. Совместите это с вычислением расстояния, и вы сможете определить общее относительное положение с более высокой степенью точности, чем другие методы.

Например, можно определить местоположение устройства с помощью сигналов Wi-Fi с точностью до 10 футов, в то время как GPS с ГЛОНАСС может добраться до 6 футов. Bluetooth может достигать расстояния примерно 10 футов для устройств, использующих Bluetooth 5.0 или более поздней версии, но Bluetooth 5.1 предоставляет больше возможностей определения направления, которые могут позволить отслеживать местоположение с точностью до нескольких дюймов, как только технология станет более распространенной..

Точность UWB может привести к тому, что устройство опустится в худшем случае с точностью до фута, но обычно с точностью до нескольких дюймов. Точность будет зависеть от нескольких факторов, таких как расстояние и прямая видимость между устройствами.

Поддержка UWB от Apple и U1

Хотя идея UWB существует уже давно Некоторое время назад это стало проблемой для потребителей только с конца 2019 года, когда Apple включила эту технологию в линейку iPhone 11, включая iPhone 11 Pro и iPhone 11 Pro Max. В этих моделях Apple представила микросхему U1, которая используется исключительно для связи с UWB.

В то время Apple предложила причину его использования в AirDrop, так как его можно было использовать для определения приоритетов списка устройств, на которых может быть предоставлен общий доступ к файлу. к. Направив iPhone на другой iPhone, это устройство переместилось в верхнюю часть списка общего доступа.

HomePod mini использует UWB для функций приближения к устройству.

Годом позже Apple выпустила еще одну группу устройств: U1 появился в iPhone 12, iPhone 12 mini, iPhone 12 Pro и iPhone 12 Pro. Макс, пользуясь приоритизацией AirDrop.

За исключением iPhone, только два других устройства в линейке Apple имеют чипы U1, при этом Apple Watch Series 6 и HomePod mini оснащены поддержкой Ultra Wideband. Тем не менее, Apple не указала причин для присутствия U1 в моделях. Хотя HomePod mini обеспечивает передачу обслуживания на основе близости, приближая к нему iPhone, это также доступно без UWB на HomePod, но Apple утверждает, что он используется специально для функции «приближения к устройству» на mini.

Планы Apple на будущее в отношении UWB

С точки зрения того, чего ожидать от UWB в В отношении будущего Apple относительно тихо говорила о том, что грядет на горизонте, хотя, в отличие от других элементов своей экосистемы, она не хранила полное молчание.

В июне Apple представила платформу для разработчиков «Взаимодействия поблизости» для устройств с U1, что позволяет разработчикам создавать приложения, использующие данные об относительном направлении и расстоянии. . В рамках своей документации Apple предложила приложение для поездок, которое позволяет водителю и пассажиру легко находить друг друга, а также сражаться на воздушных шарах в дополненной реальности.

Предполагается, что Apple также рассматривает возможность использования UWB не на iPhone, а часто встречающиеся по слухам «AirTags» являются ярким примером.

‘Воздушные метки ‘, по слухам, является тегом отслеживания устройства на основе UWB [изображение через Jon Prosser/@ CConceptCreator]

По идее должен быть похож на теги отслеживания плитки , «AirTags» состоит из небольшого круглого диска, на котором установлены радиомодули Bluetooth и UWB.. Идея состоит в том, чтобы прикрепить их к элементам, которые вы хотите отслеживать, а затем использовать приложение Find My, чтобы переместить их.

Также считается, что приложение Find My предоставляет не только географическое местоположение тега, но также использует преимущества дополненной реальности для отображения ближайшего местоположения тег, наложенный на прямую трансляцию видео с камеры iPhone.

Идея состоит в том, что «AirTag», оставленный в мире, будет многократно пинговать с использованием UWB, который может быть обнаружен ближайшими iPhone, оснащенными чипом U1. это случайно находится в этом районе. Эти iPhone будут передавать данные о местоположении, где они находились, когда они обнаружили широковещательную передачу UWB, которые могут быть предоставлены владельцу тега через приложение.

Наличие микросхемы U1 в HomePod mini предполагает, что на пути может появиться некоторая форма функциональности умного дома, потенциально включающая HomeKit. Например, Apple может включить функцию, при которой UWB используется новым устройством HomeKit, чтобы определить, в какую «комнату» его следует установить, на основе присутствия поблизости и относительного расположения других продуктов.

Также можно использовать обнаружение iPhone в комнате для применения общих словесных команд, таких как «включить свет», чтобы применить их только к в этой комнате и автоматически включать и выключать их, когда пользователь перемещается между комнатами. Такое гиперлокальное геозонирование открывает мир возможностей взаимодействия умного дома.

Конечно, это зависит от того, что Apple добавит U1 к еще большему количеству продуктов и потенциально позволит другим устройствам взаимодействовать с его реализацией UWB. Учитывая расширение U1 с iPhone до Apple Watch и HomePod mini, кажется весьма вероятным, что Apple сделает именно это.

Остаться в верхней части всех новостей Apple прямо с вашего HomePod или HomePod mini. Скажите: «Привет, Siri, поиграйте в AppleInsider Daily», и вы получите быстрое обновление прямо от команды AppleInsider.

Оцените статью
futurei.ru
Добавить комментарий