باند فوق عریض یا UWB مانند بلوتوث و وای‌فای، یک پروتکل بی‌سیمِ بُرد کوتاه است که از طریق امواج رادیویی کار می‌کند. اما برخلاف دو مورد دیگر، UWB در فرکانس‌های بسیار بالا کار می‌کند – طیف وسیعی از فرکانس‌های گیگاهرتزی – و می‌تواند برای دریافت داده‌های بسیار دقیق مکانی و جهت‌یابی به کار رود.

برای درک بهتر نحوه کار UWB، تصور کنید یک رادار دارید که مدام در حال اسکن است و می‌تواند با دقت بالا، روی یک شیء مشخص قفل شده، موقعیت مکانی آن را پیدا کرده و با آن ارتباط برقرار کند.

UWB قابلیت‌های جدید بسیاری در اختیار مصرف‌کنندگان و شرکت‌ها خواهد گذاشت و در حال حاضر نیز در گوشی‌های جدید Galaxy S21+، S21 Ultra 5G و Note20 سامسونگ در دسترس است و در آینده نزدیک، روی طیف وسیعی از دستگاه‌های کامپیوتری و تجهیزات اینترنت اشیاء (IoT) استفاده خواهد شد.

زمانی که یک دستگاه مجهز به UWB مانند گوشی، ساعت یا کلید هوشمند نزدیک یک دستگاه UWB دیگر است، دو دستگاه شروع به «مسافت‌یابی» یا ranging می‌کنند که به معنای محاسبه زمان پرواز (ToF) میان دو دستگاه است: یعنی زمان رفت و برگشت بسته‌های درخواست/پاسخ.

UWB با استفاده از پهنای باند کانال وسیع‌تر (5000MHz) و پالس‌های کوتاه (هرکدام دو نانوثانیه) به میزان دقت بالاتری دست می‌یابد. فرایند موقعیت‌یابی UWB، در لحظه حرکات دستگاه را ردیابی می‌کند و بدین ترتیب، دستگاه‌های مجهز به UWB می‌توانند هم حرکت و هم موقعیت نسبی را بفهمند.

 به نقل از NXP، سازنده سریع‌ترین مجموعه تراشه UWB به کار رفته در Galaxy Note20 Ultra 5G، تکنولوژی UWB دقت بالاتری در شرایط راستای دید (LoS) و نیز تعیین موقعیت قوی‌تر در شرایط غیر راستای دید (nLoS) دارد و می‌تواند در محیط‌هایی با دیوارها، آدم‌ها و موانع دیگر که معمولاً جلوی این سیگنال‌ها را می‌گیرند، به خوبی کار کند. UWB می‌تواند با استفاده از تکنولوژی زاویه ورود (AoA)، خدمات موقعیت‌یابی بسیار دقیق با دقتی در سطح سانتی‌متر ارائه دهد. علاوه بر این، UWB می‌تواند تشخیص دهد که یک شیء ثابت یا در حال حرکت، و یا در حال دورشدن/نزدیک شدن است.

برای مثال، سیستم‌های مجهز به UWB، می‌توانند تشخیص دهند که شما به یک درب قفل شده نزدیک می‌شوید و این‌که آیا داخل هستید یا بیرون. همچنین می‌توانند تصمیم بگیرند که آیا وقتی در موقعیت مکانی مشخصی قرار می‌گیرید، وضعیت قفل تغییر کند یا خیر. یک سناریوی واقعی را در نظر بگیریم: UWB می‌تواند زمانی‌که به گاراژ نزدیک می‌شوید، درب گاراژ را باز کند و وقتی به نزدیکی درب خانه رسیده‌اید، قفل درب را بگشاید.

وقتی درباره تکنولوژی اتصال بی‌سیم فکر می‌کنیم، معمولاً بلوتوث و وای‌فای اول از همه به ذهن ما می‌آیند. اما این تکنولوژی‌ها دقت، ظرفیت بالای موقعیت‌یابی و امنیت فرکانس رادیویی موجود در UWB را ندارند. بیشتر تکنولوژی‌های اتصال بی‌سیم در تئوری می‌توانند مسافت‌یابی یا ranging انجام دهند، اما UWB عملکردی به مراتب برتر دارد.

UWB در بخشی مجزا از طیف رادیویی کار می‌کند و از بخش شلوغِ طیف در حدود فرکانس 2.4 گیگاهرتز، فاصله دارد. علاوه بر این، UWB توانایی همزیستی در کنار سایر تکنولوژی‌های محبوب بی‌سیم مانند وای‌فای، بلوتوث و ان افی سی را نیز دارد.

یکی از مزایای قابل توجه UWB، لایه فیزیکی (PHY) افزوده برای ارسال و دریافت بسته داده است. با این لایه که در استاندارد IEE،  با عدد 802.15.4z مشخص شده است، امکان استفاده از یک افزونه امنیتی مهم که در تکنولوژی‌های دیگر قابل استفاده نیست، وجود دارد. این افزونه امنیتی شامل تکنیک‌هایی مانند رمزنگاری و تولید اعداد تصادفی است که مانع حمله و دسترسی به ارتباطات UWB می‌‌شود.

UWB با دقت بالا، انتقال سریع و اطمینان خود، آماده کمک به شرکت‌ها برای پیدا کردن موقعیت مکانی افراد و اشیاء در انواع محیط‌ها و فرایندهاست.

یکی از کاربردهای مرتبط و مهم UWB در دنیای کار امروز، فاصله‌گذاری اجتماعی است. شرکت‌ها همزمان با تدوین استراتژی برای بازگشت امن و مطمئن به کار، باید دستورالعمل‌های فاصله‌گذاری اجتماعی را نیز رعایت کنند. با تکنولوژی UWB، یک سنسور قابل حمل می‌تواند به فردی اخطار دهد که به فرد دیگر بیش از حد نزدیک شده است.

برای هر شرکتی که مشغول کار تولید است، UWB می‌‌تواند بخشی مهم از فرایند دیجیتال سازی، تولید و لجستیک باشد. حالا برای ثبت اطلاعات، نیازی نیست که افراد و اشیاء ساکن باشند، می‌توانند در حرکت هم باشند. UWB می‌تواند به دیجیتال سازی انبارها، کارگاه‌ها، زنجیره فرایند، ثبات‌بخشی فرایندهای داخلی و نیز بهینه‌سازی عملکرد کمک کنند.

UWB هنوز تکنولوژی جدیدی است و شرکت‌هایی که روی آن کار می‌کنند، تازه کار خود را آغاز کرده‌اند. اتحادیه FiRa، که سامسونگ هم عضو آن است، استفاده از تکنولوژی UWB، و ارائه آپدیت استاندارد UWB و برنامه‌های صدور گواهی برای اطمینان از هم کارکردپذیری این تکنولوژی را تبلیغ و تشویق می‌کند.

همین حالا هم تعدادی اپلیکیشن جالب در سری Galaxy سامسونگ هستند که از UWB استفاده می‌کنند. یکی از این‌ها، برنامه جدید Nearby Share برای انتقال آسان‌تر فایل بین دستگاه‌ها با استفاده از UWB است. تنها کافی‌ست گوشی خود را در جهت یک دستگاه دیگر مجهز به UWB بگیرید تا Nearby Share به‌صورت خودکار اسم دستگاه را در قسمت بالایی صفحه اشتراک‌گذاری نمایش دهد.

سامسونگ از UWB در برنامه SmartThings Find نیز استفاده کرده است. حالا با استفاده از واقعیت افزوده (AR) و جهت‌یابی، می‌توانید با دقت بالا دستگاه‌های دیگر مجهز به UWB را موقعیت‌یابی کنید. همان‎‌طور که سامسونگ در رویداد رونمایی چهاردهم ژانویه 2021 اعلام کرد، SmartTag جدید Galaxy، از UWB استفاده می‌کند و می‌تواند به هر وسیله‌ای متصل شود تا حتی وسایلی را که به خودیِ خود قابلیت اتصال ندارند پیدا کنید.

الیزابت لیندستروم از مرکز جهانی Direct to Consumer سامسونگ می‌گوید: «SmartTag با کمک UWB و AR finder به شما کمک می‌کند وسایل خود را با دقتی بی‌سابقه ردیابی و موقعیت مکانی آن‌ها را پیدا کنید».

با گوشی‌های هوشمند مجهز به UWB، می‌توانید از AR finder برای ارسال پیام‌های مجازی به سایر گوشی‌های هوشمند Galaxy استفاده کنید تا به آن‌ها اطلاع دهید که برای بازیابی یک شیء گم‌شده، به کمک نیاز دارید.

در آینده نه چندان دور، با استفاده از قابلیت‌های UWB تعبیه شده در Galaxy S21 Ultra 5G وS21+ می‌توانید بدون نیاز به خارج‌کردن کلید، درب ماشین‌های سازگار با UWB را به‌طور خودکار باز کنید.

سامسونگ با شرکای مختلفی همراه خواهد شد تا گوشی مجهز به UWB شما را به یک کلید دیجیتال تبدیل کند و در حال حاضر نیز با خودروسازان و تأمین‌کنندگان مطرحِ راهکارهای دسترسی همکاری می‌کند تا این امکانات را در آینده نزدیک به واقعیت تبدیل نماید.

کوین چونگ از مرکز جهانی Direct to Customer سامسونگ درباره چگونگی کارکرد این قابلیت می‌گوید: «کلید دیجیتال UWB ما پالس‌های کوتاهی بین دستگاه همراه و ماشین شما می‌فرستد و محاسبه فوق دقیقی از مسافت در لحظه انجام می‌دهد تا وقتی که به ماشین خود می‌رسید، در را باز کند. علاوه بر این UWB می‌تواند با استفاده از AR finder، مسیر شما به ماشین را به شما نشان دهد».

UWB ظرفیتی بسیار وسیع دارد، و قابلیت‌های خوب بسیاری برای ما به همراه خواهد آورد، حتی اگر تا تحقق بسیاری از کاربردهای شرکتیِ آن، هنوز چند سالی فاصله داشته باشیم.

اما از یک چیز می‌توانیم مطمئن باشیم: UWB شیوه کار و زندگی ما را متحول خواهد کرد.