提到接近感知(Proximity Awareness)，許多人可能會(huì)對(duì)這個(gè)詞匯感到陌生。但如果使用過(guò)智能手機(jī)，或是平時(shí)具有開(kāi)車習(xí)慣，很可能實(shí)際上已經(jīng)體驗(yàn)過(guò)接近感知應(yīng)用帶來(lái)的便利。例如：AirTag、SmartTag的尋物功能藉由感知周圍設(shè)備，將位置信息回傳給用戶；數(shù)字車鑰匙(Digital Car Key)近距離進(jìn)行訪問(wèn)控制(Access Control)，安全開(kāi)啟車門。

短距離通信是接近感知應(yīng)用的核心，常見(jiàn)無(wú)線協(xié)議包括超寬帶(UWB)、藍(lán)牙(Bluetooth)和Wi-Fi等技術(shù)。

FiRa 2.0拓展應(yīng)用范疇 UWB產(chǎn)品兼容性再升級(jí)

UWB在接近感知應(yīng)用中扮演重要角色，其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)由電機(jī)電子工程師學(xué)會(huì)(IEEE)制定，而為了讓遵循IEEE標(biāo)準(zhǔn)所開(kāi)發(fā)之產(chǎn)品彼此兼容，F(xiàn)iRa聯(lián)盟(FiRa Consortium)擔(dān)起確保UWB產(chǎn)品兼容性的重任，于2023年11月推出2.0版本規(guī)范，拓展UWB技術(shù)的兼容性范疇。Qorvo資深市場(chǎng)經(jīng)理Han Wesseling表示，F(xiàn)iRa 1.0為標(biāo)準(zhǔn)化安全測(cè)距奠定初步基礎(chǔ)，而FiRa 2.0版本增加新的技術(shù)性能，將實(shí)現(xiàn)更多能讓UWB發(fā)揮其價(jià)值的應(yīng)用。

FiRa聯(lián)盟營(yíng)銷工作小組主席Benjamin Guilloud指出，F(xiàn)iRa 2.0規(guī)范加強(qiáng)了FiRa物理層(PHY)和媒體訪問(wèn)控制層(MAC)的規(guī)范，支持以下技術(shù)：

● 下行到達(dá)時(shí)間差(DL-TDoA)測(cè)距規(guī)范，可支持大型商業(yè)中心智慧零售等用例，例如室內(nèi)導(dǎo)航，以及人流和消費(fèi)行為分析；

● 動(dòng)態(tài)加擾數(shù)據(jù)幀(Scrambled Time Sequences,STS)，可以減少中間人攻擊(MITM)等攻擊媒介(Attack Vector)，提升安全性；

● 通過(guò)單向測(cè)距(OWR)提高到達(dá)角(AoA)測(cè)量精度、競(jìng)爭(zhēng)式測(cè)距(無(wú)延遲)，包含加強(qiáng)的單側(cè)雙向測(cè)距(SS-TWR)及雙側(cè)雙向測(cè)距(DS-TWR)；

● 物理層安全配置。

盡管不是IEEE制定的全新標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，通過(guò)FiR 2.0規(guī)范，UWB產(chǎn)品將能在確保跨品牌兼容性的前提下，為更多應(yīng)用帶來(lái)UWB高精度、高安全的技術(shù)特性。FiRa聯(lián)盟最新發(fā)布的FiRa 2.0規(guī)范將UWB擴(kuò)展到消費(fèi)市場(chǎng)和工業(yè)市場(chǎng)，特別是以下三大用例：厘米級(jí)精度的個(gè)人室內(nèi)導(dǎo)航、尋物/尋人和工廠中的資產(chǎn)追蹤，以及可進(jìn)行簡(jiǎn)單指向觸發(fā)互動(dòng)的智能遙控應(yīng)用。

標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)市場(chǎng)帶來(lái)的影響不容小覷，Wesseling指出，資產(chǎn)追蹤、物品定位都不是全新應(yīng)用，只是過(guò)往主要由各個(gè)公司自行推出非標(biāo)準(zhǔn)化的方案。FiRa標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范將確保產(chǎn)品兼容性，為采用者提供更彈性的選擇，顯著拓展市場(chǎng)規(guī)模。Guilloud表示，藉由FiRa 2.0針對(duì)MAC和物理層相關(guān)的技術(shù)規(guī)范，F(xiàn)iRa會(huì)員能夠確保其產(chǎn)品的兼容性。針對(duì)FiRa 2.0測(cè)試驗(yàn)證，目前市面上也已經(jīng)出現(xiàn)支持新規(guī)范的測(cè)試方案。

精度/安全性提升 藍(lán)牙信道探測(cè)下半年問(wèn)世

隨著FastConnect 7900芯片推動(dòng)UWB在手機(jī)的普及，F(xiàn)iRa 2.0標(biāo)準(zhǔn)有助于手機(jī)周邊的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備應(yīng)用落地，而觀察FastConnect 7900技術(shù)表示，可以發(fā)現(xiàn)其中包含一項(xiàng)名為藍(lán)牙信道探測(cè)(Channel Sounding)的技術(shù)。藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟(Bluetooth SIG)亞太暨中國(guó)市場(chǎng)總監(jiān)李佳蓉表示，藍(lán)牙信道探測(cè)是一項(xiàng)高精度測(cè)距功能，可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)設(shè)備之間的精準(zhǔn)測(cè)距，將定位精度提升至實(shí)際距離的+/-10%。

回顧過(guò)往藍(lán)牙測(cè)距技術(shù)，藍(lán)牙現(xiàn)有的定位技術(shù)以接受信號(hào)強(qiáng)度指示(RSSI)和到達(dá)角為主，基于RSSI的定位技術(shù)因其價(jià)格優(yōu)勢(shì)，在Tag等應(yīng)用得到部分產(chǎn)業(yè)采納，但由于其精度在3~5米左右，且針對(duì)不同手機(jī)等終端在射頻方面具有差異，在實(shí)際應(yīng)用中需要做射頻標(biāo)定或者校準(zhǔn)，提高了使用門檻，并且面臨中繼攻擊等安全風(fēng)險(xiǎn)；而藍(lán)牙AoA定位精度雖可達(dá)到1米以上，但需要有多天線接收設(shè)備，產(chǎn)品設(shè)計(jì)復(fù)雜，影響其推廣。

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的局限，藍(lán)牙信道探測(cè)基于相位的測(cè)距技術(shù)(Phase-based Ranging)通過(guò)分析不同頻率的射頻信號(hào)相位變化提升測(cè)距精度，同時(shí)也支持往返時(shí)間(Round-trip Time, RTT)測(cè)距技術(shù)，提供安全度更高的測(cè)距選項(xiàng)。李佳蓉表示，藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟推出信道探測(cè)功能，主要是因?yàn)樗{(lán)牙會(huì)員社群看中藍(lán)牙技術(shù)在數(shù)字鑰匙、物品追蹤和智慧家庭及工業(yè)控制等應(yīng)用中的發(fā)展?jié)摿?，因此追求更高精度的發(fā)展以提升安全及用戶體驗(yàn)。李佳蓉認(rèn)為，藍(lán)牙信道探測(cè)將實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的安全、高精度測(cè)距，并加強(qiáng)許多現(xiàn)有的藍(lán)牙應(yīng)用場(chǎng)景，包括提升數(shù)字鑰匙解決方案的安全性、強(qiáng)化位置服務(wù)的準(zhǔn)確性，以及保障人機(jī)接口解決方案的安全性。

李佳蓉表示，目前，藍(lán)牙信道探測(cè)技術(shù)正在藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟工作組進(jìn)行最后的測(cè)試和驗(yàn)證，以解決規(guī)格采用時(shí)可能遇到的互操作性問(wèn)題，預(yù)計(jì)2024下半年推出正式規(guī)格版本。等到通道探測(cè)技術(shù)正式推出，接近感知產(chǎn)業(yè)將迎來(lái)低功耗、市場(chǎng)成熟的高精度測(cè)距技術(shù)，預(yù)期許多應(yīng)用將從中獲益。

UWBvs藍(lán)牙 解析接近感知六大要點(diǎn)

面對(duì)多種無(wú)線技術(shù)，不同的接近感知應(yīng)用在選擇技術(shù)組合時(shí)，也會(huì)有不同考慮重點(diǎn)。Qorvo資深市場(chǎng)經(jīng)理Han Wesseling表示，在選擇適用于接近感知應(yīng)用的技術(shù)方案時(shí)，需要周全考慮六大核心要素：安全程度、覆蓋范圍、系統(tǒng)部署成本、整體規(guī)模(節(jié)點(diǎn)數(shù)量)、數(shù)據(jù)速率、功耗。UWB（超寬帶）與藍(lán)牙作為兩種廣泛應(yīng)用的技術(shù)，展現(xiàn)出了各自獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域。

相較于藍(lán)牙，UWB安全性更高，根據(jù)Qorvo資料，UWB和藍(lán)牙均能實(shí)現(xiàn)數(shù)十米的傳輸距離，在視線范圍(Line-of-sight)的前提下，UWB能夠在50米的范圍內(nèi)提供厘米級(jí)精度，藍(lán)牙則可能受到測(cè)量精度和范圍的權(quán)衡影響，僅能在20~30米范圍內(nèi)提供米級(jí)精度。覆蓋范圍將影響系統(tǒng)部署成本，若能夠以較少設(shè)備覆蓋場(chǎng)域，部署成本將隨之下降。

在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中，需要進(jìn)行通信的節(jié)點(diǎn)數(shù)量也是考慮重點(diǎn)之一。Wesseling指出，若設(shè)備節(jié)點(diǎn)過(guò)多，藍(lán)牙通信可能會(huì)發(fā)生信號(hào)沖突，因此更適合采用UWB技術(shù)。此外，由于UWB具備更高帶寬，更快的數(shù)據(jù)速率也使其適合要求低延遲的接近感知應(yīng)用，而更短的通信時(shí)間(Airtime)也有能夠進(jìn)一步降低功耗。

對(duì)比六大要素要素，盡管UWB看起來(lái)在大多數(shù)情況下能提供更加優(yōu)秀的性能，但藍(lán)牙技術(shù)成熟的生態(tài)系統(tǒng)和廣泛的普及采用，仍是UWB短期內(nèi)難以超越的優(yōu)勢(shì)。即將推出的藍(lán)牙信道探測(cè)技術(shù)，能夠提供比傳統(tǒng)接受信號(hào)強(qiáng)度指示和到達(dá)角/離開(kāi)角更優(yōu)秀的定位精度及安全性。盡管目前尚未達(dá)到UWB技術(shù)的高性能水準(zhǔn)，但它也為許多對(duì)技術(shù)要求相對(duì)較低的應(yīng)用場(chǎng)景提供了可行的替代方案，并有望與UWB技術(shù)協(xié)同工作，共同推進(jìn)和提升接近感知體驗(yàn)的優(yōu)化升級(jí)。

隨著短距離通信發(fā)展、標(biāo)準(zhǔn)組織持續(xù)推動(dòng)產(chǎn)品兼容性，預(yù)期接近感知應(yīng)用將漸漸走進(jìn)日常生活中。短距離通信作為接近感知應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)，不同技術(shù)具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，UWB、藍(lán)牙等技術(shù)將繼續(xù)維持協(xié)作關(guān)系，通過(guò)互補(bǔ)整合，為各種應(yīng)用場(chǎng)景量身定制最適合的方案。

要使接近感知應(yīng)用真正普及到日常生活中，設(shè)備的互操作性、用戶體驗(yàn)及創(chuàng)新的應(yīng)用開(kāi)發(fā)都是帶領(lǐng)市場(chǎng)成熟的關(guān)鍵要素。未來(lái)，待技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)成熟，根據(jù)應(yīng)用需求所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品提供良好使用體驗(yàn)，接近感知應(yīng)用將陸續(xù)起飛。