Det här är Ultra Wideband (UWB) och så fungerar tekniken

Ultra Wideband kallas även UWB och är en teknik som används för positionering och avståndsbedömning till prylar i närheten. UWB används bland annat i mobiltelefoner, smartklockor och mobilhögtalare.

Innehållet i artikeln:
1. Det här är Ultra Wideband
2. Så fungerar Ultra Wideband
3. Så används Ultra Wideband för att spåra prylar
4. Prylarna som använder Ultra Wideband
5. Så snabbt är Ultra Wideband
6. FAQ

1. Det här är Ultra Wideband

Ultra Wideband är en radioteknologi som skickar stora mängder korta datapulser på korta avstånd.

Tekniken utvecklades initialt av amerikanska företaget Time Domain och används idag i ett litet men växande antal smarta konsumentprylar.

Ultra Wideband kan påminna om Bluetooth, NFC och WiFi, men tekniken skiljer sig på flera områden. Bland annat används ett mycket högre frekvensband som inte påverkas av andra sändare runtomkring och UWB använder ett extra fysiskt säkerhetslager (PHY).

Lästips: Skillnaden på WiFi 6E och WiFi 6 – här är allt som är viktigt

Det gör att UWB kan nyttja kryptering och nummergeneratorer på ett sätt som Bluetooth, NFC och WiFi inte kan idag.

Här är några användningsområden för UWB idag:

• Identifiering och åtkomst till hotell och kontor
• Positionering av räddningspersonal i krissituationer
• Ihopkoppling av smarta konferenssystem
• AR-tillämpningar i mobiltelefoner och surfplattor
• Riktad marknadsföring med annonser
• Avståndsbegränsad delning av patientdata inom sjukvården
• Paketspårning och identifiering inom handel och frakt

Det finns stor potential idag och ännu större imorgon. Idag arbetar UWB på mycket korta avstånd och med jämförelsevis låg bandbredd. Med framtida lösningar kan vi se större utbredning och fler områden där UWB får en plats.

2. Så fungerar Ultra Wideband

UWB använder radiosändare och mottagare i frekvensområdet 500 MHz och högre. Det är en nivå som andra konsumentprylar inte använder vilket gör att UWB kan skicka och ta emot data obehindrat.

Amerikanska FCC tillåter UWB-användning mellan 3.1 GHz och 10.6GHz.

Tekniken skickar information med ett pulsbaserat system. Det betyder att radiosändaren skickar data, stänger av sig, skickar data, stänger av sig. Det är extremt kort tid som krävs för varje puls och energiförbrukningen är minimal.

UWB kan skicka en miljard datapulser varje sekund. Flera pulser kan användas för att skicka samma data vilket potentiellt ger extremt höga hastigheter på korta avstånd.

Eftersom UWB använder så höga frekvensområden så är det teoretiska maxavståndet för stabil kommunikation uppåt 9-10 meter. Tekniken är inte anpassad (eller använd) för att skicka stora mängder data, så det är inte problematiskt idag.

3. Så används Ultra Wideband för att spåra prylar

Det främsta syftet med UWB i konsumentprylar idag är positionering och spårning.

Eftersom UWB kan skicka en miljard datapulser varje sekund kan exempelvis din mobiltelefon eller smartklocka berätta sin position i realtid till andra prylar.

Genom att nyttja en teknik som heter Time of Flight (ToF) så kan prylarna beräkna avstånd och position genom uträkning av tiden det tar att skicka och ta emot datapulser. Det ger en mycket precis beräkning av avstånd.

Så här kan UWB användas av din mobiltelefon:

1. Mobiltelefonen skickar en datapuls till en sekundär mobiltelefon
2. När den andra mobiltelefonen tar emot datapulsen skickas ett svar tillbaka via en ny datapuls
3. Din mobiltelefon beräknar tiden det tog för den andra enheten att 1) ta emot och 2) skicka tillbaka ett svar
4. Din mobiltelefon skickar nu en ny datapuls med ett unikt ID-nummer samt tidsstämplar för 1) första datapulsen, 2) andra enhetens svarspuls och 3) den andra datapulsen.
5. Processen upprepas från punkt 1

Den andra mobiltelefonen har nu all data som behövs för att identifiera din telefon och beräkna avståndet. Tänk nu att det här är en process som kan utföras en miljard gånger varje sekund och pågår åt båda hållen.

4. Prylarna som använder Ultra Wideband

Det är bara ett fåtal produkter på marknaden som använder Ultra Wideband idag. Här är några av de mer välkända för konsumenter:

• Apple iPhone 11, iPhone 11 Pro, iPhone 11 Pro Max
• Apple iPhone 12, iPhone 12 Pro, iPhone 12 Pro Max, iPhone 12 Mini
• Apple Watch 6
• Apple AirTag
• Apple HomePod Mini
• Samsung Galaxy Note 20, Galaxy Note 20 Ultra
• Samsung Galaxy S21 Plus, Galaxy S21 Ultra

Även bluetooth-spåraren Samsung Galaxy SmartTag+ använder UWB. Däremot INTE den billigare SmartTag-modellen.

5. Så snabbt är Ultra Wideband

Om man jämför med WiFi så är Ultra Wideband inte något hastighetsmonster. Det pratas om hastigheter upp till 125 Mbps med moderna UWB-lösningar.

I framtiden kan UWB nå gigabithastigheter, men då krävs nya regelverk som tillåter radiomodulerna att arbeta med så hög bandbredd.

Upp till 125 Mbps för UWB kan jämföras med Bluetooth 5.x som klarar upp till 20 Mbps och WiFi 6 som klarar uppåt 7 Gbps som mest.

Det är dock inte en rättvis jämförelse eftersom användningsområdena och bandbreddkravet skiljer sig stort. Du kommer aldrig nå 7 Gbps med WiFi 6 eftersom det är maxbandbredden över åtta samtidiga strömmar under optimala förhållanden.

6. Nya Ultra Wideband (2023)

Apple ryktas lansera en ny, förbättrad variant av Ultra Wideband-tekniken under 2023.

Den nya varianten kan introduceras med Apple Vision Pro och iPhone 15-serien. Båda släpps under hösten.

Exakt vilka skillnader som introduceras återstår att se. Men det pratas om en förbättrad tillverkningsprocess från 16nm i dagens UWB-kretsar, ner till 7nm i de nya.

Det gör att Apple kan minska energiförbrukningen och därmed också mängden ström som behövs för att driva kretsarna. Ett batteri håller alltså UWB-kretsen igång längre med nya varianten.

Även prestandan kan öka med den förbättrade tillverkningsprocessen. Kretsen blir helt enkelt snabbare vilket betyder att den, i teorin, kan ”pinga” andra enheter mycket kvickare. Det ger en mer precis uppdatering av positioneringen.

Mer information om nya UWB-tekniken följer.

7. FAQ