L'adoption de l'ultra large bande (UWB) s'accélère

Avec des articles de presse suggérant que Tesla envisage d'utiliser la technologie ultra-large bande (UWB) pour permettre le déverrouillage de ses voitures, ainsi que les balises de suivi attendues de Samsung, Apple et même Tile utilisant l'UWB, il y a clairement un élan soudain derrière cette technologie.

Cet article présente des extraits d'une conversation lors d'un podcast récent, "Les possibilités ultra-larges de l'ultra-large bande", qui explore le contexte et les opportunités de l'UWB, allant de la définition des opportunités présentées par l'UWB à la normalisation, l'interopérabilité et l'adoption par le marché. . Je discute de ces sujets avec Charles Dachs, vice-président et directeur général des transactions intégrées sécurisées chez NXP Semiconductors et Ramesh Songukrishnasamy, vice-président et directeur technique chez HID Global.

Les télécommandes de voiture et les balises de suivi émergent avec UWB

Avant d'entrer dans la conversation, les développements récents indiquent certainement que le taux d'adoption est susceptible de s'accélérer dans un avenir très proche.

En janvier, BMW a officiellement annoncé sa BMW Digital Key Plus, qui sera lancée dans sa BMW iX tout électrique. Les utilisateurs d'iPhone intégrant la puce U1 compatible UWB peuvent accéder facilement et en toute sécurité à la voiture sans clé. Cela tire parti de la localisation sécurisée et précise permise par la technologie UWB à courte portée et à large bande passante. La précision garantit que les attaques par relais, où le signal radio est brouillé ou intercepté, ne sont pas possibles. Apple et BMW ont travaillé en étroite collaboration avec le Car Connectivity Consortium (CCC) pour établir la spécification Digital Key 3.0 pour UWB, fournissant une norme mondiale pour l'industrie automobile.

En outre, Tesla a déposé un document auprès de la FCC pour un porte-clés avec UWB fonctionnant dans la plage de fréquences de 6489,6 à 7987,2 MHz, BLE et capacités NFC passives. Cela a été déposé avec d'autres documents, mais une soumission particulière de Tesla qui était brièvement disponible en ligne avant d'être supprimée qui décrivait l'appareil comprenait cette description :

« L'appareil est un circuit intégré d'émetteur-récepteur à faible consommation d'énergie à faible consommation d'énergie à ultra-large bande (IR-UWB) à puce unique entièrement intégré. L'appareil prend en charge les formats de trames conformes aux normes IEEE 802.15.4 HRP UWB PHY et IEEE draft 802.15.4z-D03 BPRF/HPRF UWB PHY. Il est conçu pour des applications de télémétrie sécurisées dans un environnement automobile. Il peut être utilisé dans les systèmes de localisation bidirectionnelle ou TDOA pour localiser les actifs avec une précision allant jusqu'à 10 cm. Il prend également en charge des taux de transfert de données jusqu'à 7,8 Mbps. »

Il décrit ensuite comment la portée UWB fournit une estimation de distance, basée sur une mesure du temps de vol, qui le rend insensible aux attaques de relais, un défi courant pour les voitures utilisant des télécommandes d'entrée sans clé.

Les faits saillants du podcast UWB

Ce qui rend tous ces développements possibles, c'est la capacité de l'UWB à fournir une conscience spatiale aux appareils de périphérie intelligents. Qu'est-ce que cela signifie pour le contrôle d'accès pour le consommateur et pour l'écosystème ultra large bande ? Charles Dachs et Ramesh Songukrishnasamy expliquent.

Ceci dans le podcast. Voici les faits saillants.

L'évolution de l'UWB et ce que la technologie permet

Comment la technologie UWB a-t-elle évolué au fil des ans ?

Dachs :Il y a de nombreuses années, il a commencé comme une technologie de transfert de données et était à l'époque en concurrence avec des technologies telles que le Wi-Fi et le Bluetooth. Mais depuis lors, l'UWB a subi plusieurs transformations, passant d'une technologie de communication de transfert de données basée sur OFDM à une technologie radio à impulsions, qui est spécifiée dans l'IEEE. Et plus récemment, il a été amélioré avec des extensions de sécurité et un certain nombre de choses qui garantissent l'intégrité et la précision des mesures de télémétrie. Aujourd'hui, c'est vraiment une technologie de détection. Il offre la capacité unique de fournir des capacités de localisation sécurisées des appareils les uns par rapport aux autres.

Que permet l'UWB ?

Dachs :Sa capacité de détection permet aux appareils de comprendre leur emplacement respectif les uns par rapport aux autres, de manière très précise. Lorsque vous fournissez cette capacité aux appareils, ils peuvent désormais agir de manière intelligente en fonction de leur compréhension de cet emplacement relatif.

Songukrishnasamy :Il permet des choses comme une capacité précise de localiser la position relative ainsi que de le faire de manière très sécurisée. Cela permet de fournir des expériences utilisateur cohérentes et transparentes, par exemple lorsque vous déverrouillez la serrure intelligente dans votre maison ou déverrouillez votre voiture ou accédez à votre espace de travail.

À mon avis, l'UWB permet un niveau de précision plus élevé dans les capacités de positionnement, ainsi qu'une sécurité accrue par rapport aux autres technologies RF. Et UWB est également plus immunisé contre les interférences RF, il fonctionne donc beaucoup mieux dans des environnements à fort trafic. Je pense que ces capacités permettront une bien meilleure expérience utilisateur transparente dans une variété de cas d'utilisation comme le contrôle d'accès mains libres sur votre lieu de travail, les hôpitaux, les hôtels, les maisons. Cela, je pense pour moi, est l'une des différenciations clés de cette technologie.

En quoi la précision est-elle importante pour un accès sécurisé dans ce contexte ?

Songukrishnasamy :Il joue deux rôles importants. Pour un accès sécurisé, il s'agit de s'assurer que c'est vous et qu'il n'y a que vous et pas quelqu'un d'autre qui suit. Deuxièmement, et le plus important, est l'expérience utilisateur. Avec la possibilité de localiser précisément où vous vous trouvez dans un emplacement, vous pouvez ensuite activer des fonctionnalités plus avancées telles que la détection d'intention. Cela signifie que si quelqu'un se dirige vers la porte, vous utilisez la trajectoire de localisation pour déterminer si la porte doit être déverrouillée, puis vérifiez les informations d'identification pour la déverrouiller, afin qu'elle devienne transparente. Et s'il s'agit d'une porte automatique, à mesure que vous vous approchez, la porte s'ouvre automatiquement puis dès que vous sortez d'un certain espace à l'extérieur de la porte, elle se ferme automatiquement. Ou, si vous ne faites que passer devant la porte, en regardant l'angle d'arrivée et la trajectoire, il peut dire déterminer que cet individu, même s'il possède l'identifiant numérique valide, n'a pas l'intention d'ouvrir la porte, donc Je ne vais pas déverrouiller cette porte.

Comment l'UWB se compare-t-il à l'utilisation d'autres technologies telles que Bluetooth, Wi-Fi ?

Dachs :Fondamentalement, la physique est différente. Le Wi-Fi et le Bluetooth LE reposent sur une onde sinusoïdale modérée transportée sur une fréquence étroite, tandis qu'un signal d'impulsion UWB très court fonctionne sur une fréquence de 500 MHz. Cette différence fondamentale en physique signifie que Bluetooth LE, Wi-Fi sont par nature plus sensibles aux facteurs environnementaux. Alors que l'UWB bénéficie du fait que le signal d'impulsion conserve sa précision, même lorsque la distance entre les appareils augmente.

Songukrishnasamy : En termes de standards, puisque nous partons d'un cas d'utilisation spécifique pour l'UWB, en tant que consortium nous sommes capables de définir certains standards, certaines exigences de performances qui sont des exigences d'interopérabilité exclusivement pour le contrôle d'accès physique ou l'accès mains libres. Je pense que cela distingue l'UWB et l'adoption de l'UWB pour permettre un accès plus transparent et sécurisé par rapport aux autres technologies RF (qui sont nées dans un contexte différent, mais ont ensuite été adaptées au monde de l'accès physique).

Comment l'interopérabilité est-elle abordée ? Ce sera la clé de l'adoption par le marché.

Songukrishnasamy :Je pense que l'interopérabilité et un écosystème robuste sont vraiment essentiels pour l'adoption de toute nouvelle technologie. Sans interopérabilité, nous ne pouvons pas obtenir une expérience utilisateur cohérente sur différents appareils, fabriqués par différents fabricants et nous ne pouvons pas évoluer. Et c'est pourquoi nous avons mis en place le consortium FiRa avec l'aide de leaders de l'industrie et de fournisseurs de technologies pour promouvoir l'UWB et assurer l'interopérabilité. Cela garantit vraiment ou du moins donne l'assurance que l'appareil que vous achetez peut fonctionner avec plusieurs téléphones mobiles ou autres terminaux à mesure que la technologie évolue.

Dachs :S'assurer que vous offrez cette expérience unique et cohérente va être la clé pour le consommateur. L'autre est que, dans un vaste écosystème, les leaders de l'industrie commencent à déployer et à fabriquer des appareils dotés de cette capacité. Et c'est ce que nous voyons en ce moment se produire dans le mobile et l'automobile.

Où en sommes-nous en termes de normalisation ?

Dachs :Je peux rapidement donner trois branches à la normalisation. IEEE en est un. Au cours des deux dernières années, de nombreuses activités ont permis d'étendre la norme IEEE d'origine à la norme à large bande avec sécurité et également des améliorations permettant une meilleure intégrité et précision des mesures de distance. Au Car Connectivity Consortium spécifiquement pour le cas d'utilisation de l'accès mains libres, les normes sont désormais en place avec la spécification Digital Key Release, 3.0. Cela permettra un accès sans clé passif avec connaissance de l'emplacement. Et puis, avec HID, ASSA ABLOY et Samsung, nous avons lancé conjointement l'initiative FiRa en 2019, qui veille désormais à ce qu'au-delà de l'accès à la voiture ou de l'écosystème automobile, nous tenions cette promesse d'interopérabilité.

La FiRa compte désormais plus de 50 membres. Il s'est immédiatement concentré sur les exigences et spécifications techniques PHY et MAC afin que les cas d'utilisation puissent être construits au-dessus des normes définies dans la norme IEEE qui était en fait déjà finalisée. Ensuite, il a commencé à développer des spécifications pour les cas d'utilisation et l'accès a été le premier domaine d'intervention clé. D'autres groupes de travail sont en train d'être constitués pour traiter divers cas d'utilisation au-delà de l'accès.

Adoption par le marché

Une fois que nous avons UWB dans le téléphone et dans certaines choses comme les serrures de porte, quelle est la prochaine étape, puisque vous parlez d'expériences utilisateur transparentes ?

Songukrishnasamy :En raison de sa capacité de portée fine, nous pensons qu'il permettra de nombreux nouveaux services basés sur la localisation, qu'il s'agisse d'accès ou de communication d'appareil à appareil dans les applications IoT, à la fois dans l'espace de l'électronique grand public, ainsi que dans les applications industrielles. C'est quelque chose qui nous enthousiasme, car le potentiel de la technologie UWB dans la gestion de l'accès aux lieux, aux objets et aux identités physiques et numériques est quelque chose de fondamental pour bon nombre de nos offres.

Dachs :Pour ajouter à cela, des exemples spécifiques d'où nous voyons un intérêt sont dans la navigation intérieure, la localisation en temps réel des services dans les environnements industriels, la validation des billets pour les services de transport public, les expériences de paiement mobile mains libres complètes où vous marchez essentiellement dans une zone payante pour vérifier votre expérience d'achat ; distanciation sociale, réalité virtuelle, applications de jeux.

Il existe vraiment un très large éventail de cas d'utilisation intéressants. À la maison, par exemple, les expériences audio peuvent être améliorées en ayant essentiellement de la musique qui vous suit d'une pièce à l'autre.

Quelle est la prochaine étape pour l'écosystème UWB ?

Songukrishnasamy :Avec UWB qui part presque d'une feuille blanche avec peu de problèmes hérités à traiter, il s'agira de savoir à quel point nous pouvons définir les normes, à quel point nous pouvons activer l'interopérabilité, à quel point nous pouvons construire cet écosystème et c'est vraiment la clé. Nous voyons le travail en cours commencer à se produire au moment où nous parlons. Et cela donne une très grande confiance aux acteurs clés de cette industrie pour unir leurs forces pour créer une expérience utilisateur beaucoup plus agréable dans leurs produits ou leurs offres.

Deuxièmement, je pense qu'il y a une prise de conscience croissante et également une demande de sécurité et de confidentialité des données. Cette technologie (UWB) va permettre certains de ces aspects ou surmonter certaines des lacunes d'autres technologies RF. Le troisième est la capacité d'avoir des applications polyvalentes allant d'un endroit à un autre dans différents appareils et différents points de terminaison. Si nous pouvions créer des interactions utilisateur cohérentes, une expérience utilisateur, je pense que cela rendrait l'adoption beaucoup plus large, beaucoup plus rapide.

Dachs :Pour ajouter à cela, ce qui me rend très convaincu qu'il ne s'agit pas seulement d'une expérience, c'est l'intérêt que nous portons à différents secteurs verticaux de l'industrie pour ce que l'UWB peut leur apporter. Il obtient l'approbation de très grandes entreprises - et à la fin, les technologies n'atteignent pas l'échelle à moins que de très gros acteurs n'investissent. Si vous regardez les marques du secteur automobile, celles qui en ont parlé, comme Continental, BMW, Volkswagen, Bosch ; dans l'espace mobile, Apple, Samsung, Xiaomi; dans l'espace d'accès, ASSA ABLOY, HID et bien d'autres. Ce ne sont pas de petits acteurs, ce sont des leaders dans leurs industries. Et le fait qu'ils travaillent avec d'autres acteurs de l'industrie pour créer cet écosystème plus large est ce qui me donne beaucoup de confiance ici.

Écoutez le podcast complet, produit dans le cadre du podcast NXP Smarter World, cliquez ici :"Les possibilités ultra-larges de l'ultra-large bande".