Todo lo que necesita saber sobre la banda ultra ancha en el iPhone 12 y HomePod mini

Apple ha agregado su chip U1 a aún más productos, y está claramente planeando hacer de Ultra Wideband una característica importante de su ecosistema de dispositivos? Aquí hay un desglose de UWB, lo que hace ahora y lo que puede hacer por usted.

Junto al lanzamiento de su iPhone 12 gama de smartphones, Apple introdujo una serie de otros productos en el transcurso de múltiples eventos especiales. La aparición del soporte de banda ultra ancha en el HomePod mini, así como el Apple Watch Serie 6, generó más conversación sobre la tecnología y su posible uso futuro por parte de la empresa.

Algunos todavía pueden estar desconcertados por lo que realmente hace la banda ultra ancha y cómo puede beneficiarlos en el futuro. Fuera de AppleSegún la explicación de que se puede usar para el seguimiento de la ubicación, la compañía realmente no ha ofrecido mucha explicación para la banda ultra ancha en la práctica, fuera de la priorización de AirDrop.

  

En este artículo, nuestro objetivo es desmitificar la banda ultra ancha.

¿Qué es la banda ultra ancha?

Comúnmente conocido como UWB, Ultra Wideband es un protocolo inalámbrico para comunicaciones que funciona mediante ondas de radio. En su forma más básica, se puede usar para transmitir mensajes entre dispositivos, por lo que es algo análogo a Bluetooth o Wi-Fi.

Dado que tiene aplicaciones potenciales para las comunicaciones de redes de área personal, es decir, permitir que los dispositivos de una persona se comuniquen entre sí, existe un gran cruce con el Bluetooth más establecido. Sin embargo, la forma en que funciona significa que puede ofrecer más funcionalidades que los otros dos tipos de comunicaciones no pueden proporcionar.

La característica principal que permite es el seguimiento de ubicación de alta precisión, con dispositivos que utilizan UWB potencialmente capaces de identificar la distancia e incluso la ubicación de otro hardware en relación con él mismo a unas pocas pulgadas. Esto significa que tiene usos potenciales para los servicios de seguimiento de dispositivos, como una forma mejorada de Find My app.

AppleiPhone de 11 página del producto que detalla la inclusión del chip U1 en 2019.

AppleiPhone de 11 página del producto que detalla la inclusión del chip U1 en 2019.

Si bien tiene algunos propósitos industriales, incluidos sistemas de radar, imágenes médicas e incluso probado para manejar la señalización en el metro de la ciudad de Nueva York, es probable que el uso principal de la tecnología para los consumidores sea la comunicación entre dispositivos y el rastreo de ubicación de corto alcance. .

Como idea, UWB existe desde hace bastante tiempo. Solo recientemente ha ganado prominencia, principalmente debido a Applela inclusión de la tecnología en el iPhone 11.

El Consorcio FiRa, que incluye a Samsung, Oppo, Xiaomi y otras empresas en su membresía, se formó en 2019 para fomentar la creación de UWB para dispositivos de consumo que funcionan en todas las plataformas, como entre diferentes modelos de teléfonos inteligentes. Mientras exista el grupo, hasta ahora no cuenta Apple como miembro, y no está claro si AppleLa implementación de FiRa funcionará con la versión de FiRa en el futuro.

¿Cómo funciona la banda ultra ancha para las comunicaciones?

Al igual que otros sistemas de comunicaciones basados ​​en radio, UWB se basa en una combinación de transmisores y receptores en dispositivos. Mientras que Wi-Fi y Bluetooth usan rangos de frecuencia relativamente estrechos para manejar las comunicaciones entre dispositivos, UWB hace las cosas de manera completamente diferente.

Como sugiere el nombre de “Ultra Wideband”, UWB elimina los rangos estrechos y en su lugar transmite datos a través de una banda de frecuencia mucho más grande. Si bien un ancho de canal Wi-FI típico puede tener un tamaño de 20MHz, 40MHz u 80MHz, UWB usa un rango de ancho de banda de 500MHz o más para sus transmisiones.

Por lo general, UWB puede permitirse hacer esto porque opera en una banda grande que no se usa típicamente para otros tipos de comunicaciones, que la FCC autorizó el rango de 3.1GHz a 10.6GHz para uso sin licencia. Para Apple’s chip U1, que se utiliza para Applepropias aplicaciones de banda ultra ancha, un desmontaje por indicó que transmitía en dos frecuencias: 6.24GHz y 8.2368GHz.

El chip U1 en el iPhone 11 Pro Max [via TechInsights]

El chip U1 en el iPhone 11 Pro Max [via TechInsights]

Una característica inusual de UWB es que es un sistema basado en pulsos, uno que emite señales repetidamente y luego se apaga antes de repetir. Si bien cada pulso puede ocupar todo el rango de ancho de banda que se le asigna, los tiempos de transmisión extremadamente cortos de cada pulso, así como la naturaleza de potencia relativamente baja del UWB orientado al consumidor, hacen que sea muy poco probable que interfiera con otros sistemas. en los mismos rangos.

El uso de bandas tan grandes significa que la señal podría usarse fácilmente para transmitir datos. Dado que es capaz de transmitir más de mil millones de pulsos por segundo y utiliza múltiples pulsos para cada bit de datos codificados, esto puede equivaler a una velocidad de cientos de megabits por segundo en condiciones ideales.

Estos no son los niveles de velocidad de la red Wi-Fi. Todavía es bastante para las comunicaciones fuera de las transferencias de archivos grandes impulsadas por el usuario.

Los bajos niveles de potencia exigidos por el regulador para la transmisión combinados con la naturaleza más frágil de las transmisiones de banda más alta significan que el rango de servicio general no está muy lejos, generalmente hasta 30 pies de distancia, y por lo tanto no es ideal para tales comunicaciones en primer lugar.

¿Cómo funciona la banda ultra ancha para el seguimiento de la ubicación?

La naturaleza basada en pulsos de la banda ultraancha se presta al seguimiento de la ubicación de varias maneras. Para empezar, al enviar regularmente un pulso de datos, puede permitir que otros dispositivos cercanos sepan que existe, o viceversa si recibe un pulso de otro dispositivo.

El uso de UWB y su amplia gama de frecuencias utilizadas también permite a los dispositivos realizar cálculos de tiempo de vuelo (ToF), es decir, cuánto tiempo se tarda en obtener una respuesta, lo que proporciona un punto de datos mucho más útil: a qué distancia se encuentran los dispositivos. .

Al utilizar un rango de frecuencia tan amplio, esto prácticamente permite que el sistema supere la propagación por trayectos múltiples, es decir, casos en los que las ondas de radio toman trayectos múltiples para llegar a un destino, como el eco en superficies. Dado que es muy probable que algunas de las frecuencias utilizadas en el pulso lleguen al destinatario previsto directamente con la línea de visión, los cálculos se pueden basar en ellas y no en las señales desviadas más lentas en otras frecuencias, lo que da como resultado un cálculo más preciso.

Un Apple Ilustración de UWB que se utiliza para juegos basados ​​en ubicaciones relativas, en este caso, Pong multijugador.

Un Apple Ilustración de UWB que se utiliza para juegos basados ​​en ubicaciones relativas, en este caso, Pong multijugador.

Un iPhone envía un paquete de datos a un segundo iPhone, en una tarea conocida como “alcance”. El segundo dispositivo lo recibe y envía una respuesta al primero, que luego se recibe, con todos los tiempos de recepción y transmisión registrados.

El primer dispositivo puede enviar un tercer paquete de datos al segundo, que contiene un dispositivo ID, la marca de tiempo de envío del primer paquete, la marca de tiempo de cuando el primer dispositivo recibió su respuesta y la hora en que se envió el tercer paquete. Estos son datos suficientes para que el segundo dispositivo determine qué tan lejos están los dos dispositivos entre sí.

Dado que el segundo dispositivo tiene marcas de tiempo para recibir y enviar paquetes, se pueden enviar puntos de datos similares, lo que también informa al primer dispositivo del rango.

Como también es posible que las radios UWB determinen el ángulo de una señal entrante, esto también puede permitirle determinar la dirección en la que se encuentra el dispositivo en relación con ella. Combine eso con el cálculo de la distancia, y se puede determinar una posición relativa general, y con un mayor grado de precisión que otros métodos.

Por ejemplo, es posible determinar la ubicación de un dispositivo usando señales de Wi-Fi dentro de aproximadamente 10 pies, mientras que el GPS con GLONASS puede llegar dentro de 6 pies. Bluetooth puede llegar a una distancia de aproximadamente 10 pies para dispositivos que usan Bluetooth 5.0 o posterior, pero Bluetooth 5.1 introduce más capacidades de detección direccional que podrían permitir el seguimiento de la ubicación a unas pocas pulgadas, una vez que la tecnología se vuelva más común.

La precisión de UWB puede fijar un dispositivo dentro de un pie en el peor de los casos, pero generalmente a unas pocas pulgadas. La precisión dependerá de algunos factores, como la distancia y la línea de visión entre dispositivos.

AppleSoporte de UWB y U1

Si bien la idea de UWB ha existido durante bastante tiempo, solo se ha convertido en una preocupación para los consumidores desde fines de 2019, cuando Apple incluyó la tecnología en el iPhone 11 rango, incluido el iPhone 11 Pro y iPhone 11 Pro Max. En esos modelos, Apple introdujo el chip U1, que se utiliza únicamente para comunicaciones UWB.

En el momento, Apple ofreció una razón para su uso en AirDrop, ya que podría usarse para priorizar la lista de dispositivos en los que se podría compartir un archivo. Al apuntar el iPhone a otro iPhone, ese dispositivo saltó a la parte superior de la lista para compartir.

El HomePod mini usa UWB para funciones de proximidad del dispositivo.

El HomePod mini usa UWB para funciones de proximidad del dispositivo.

Fuera de los iPhones, solo otros dos dispositivos en AppleLa gama tiene chips U1, con el Apple Watch Serie 6 y HomePod mini, ambos equipados con soporte de banda ultra ancha. Sin emabargo, Apple realmente no ha descrito ninguna razón para que exista U1 en los modelos. Aunque el HomePod mini permite Handoff basado en proximidad al acercar un iPhone a él, esto también está disponible sin UWB en el HomePod, pero Apple dice que se usa específicamente para la funcionalidad de “proximidad del dispositivo” en el mini.

Appleplanes futuros para UWB

En términos de qué esperar de UWB en el futuro, Apple ha estado relativamente callado sobre lo que hay en el horizonte, aunque a diferencia de otros elementos de su ecosistema, no ha estado completamente callado.

En junio, Apple introdujo un marco de desarrollo de “Interacciones cercanas” para dispositivos equipados con U1, que permite a los desarrolladores crear aplicaciones que aprovechen los datos de distancia y dirección relativa. Como parte de su documentación, Apple propuso una aplicación de viaje compartido que permite que un conductor y un pasajero se encuentren fácilmente, y una pelea de globos de agua de realidad aumentada.

Apple También se cree que está considerando algunos usos distintos del iPhone para UWB, y los “AirTags”, de los que se rumorea a menudo, son un buen ejemplo.

Se rumorea que los 'AirTags' son una etiqueta de seguimiento de dispositivos impulsada por UWB [image via Jon Prosser/@CConceptCreator]

Se rumorea que los ‘AirTags’ son una etiqueta de seguimiento de dispositivos impulsada por UWB [image via Jon Prosser/@CConceptCreator]

Se cree que son similares en concepto a las etiquetas de seguimiento de mosaicos, las “AirTags” consisten en un pequeño disco redondo que está equipado con radios Bluetooth y UWB. La idea es adjuntarlos a los elementos que desea rastrear, luego usar el Find My app para reubicarlos.

La Find My app También se cree que proporciona no solo la ubicación geográfica de la etiqueta, sino que también aprovecha la realidad aumentada para mostrar la ubicación cercana de la etiqueta superpuesta en una transmisión de video en vivo desde la cámara de un iPhone.

La idea es que un “AirTag” que quede en el mundo haga ping repetidamente usando UWB, que podría ser captado por iPhones cercanos equipados con el chip U1 que se encuentren en el área. Estos iPhones compartirían los datos de ubicación de dónde estaba cuando detectaron la transmisión de UWB, que se pueden proporcionar al propietario de la etiqueta a través de la aplicación.

La existencia del chip U1 en el HomePod mini sugiere que podría haber alguna forma de funcionalidad de hogar inteligente en el camino, lo que podría involucrar a HomeKit. Por ejemplo, Apple podría habilitar una función en la que UWB es utilizado por un nuevo dispositivo HomeKit para determinar en qué “Sala” se debe instalar en función de la presencia cercana y la ubicación relativa de otros productos.

También podría ser factible usar una detección de un iPhone en una habitación para aplicar comandos verbales genéricos como “encender las luces” para aplicarlos solo a esa habitación, y encenderlos y apagarlos automáticamente a medida que el usuario se mueve entre las habitaciones. Este geofencing hiperlocal abre un mundo de posibilidades de interacción en el hogar inteligente.

Por supuesto, esto depende de Apple agregar U1 a más productos y potencialmente permitir que otros dispositivos interactúen con su implementación de UWB. Dada la expansión de U1 de iPhones a la Apple Watch y el HomePod mini, parece muy plausible Apple hará precisamente eso.