FiRa联盟FiRa联盟(Fine Ranging Consortium)成立于2019年,积极推动超宽带(UWB,Ultra-Wideband)技术的标准化和普及。FiRa联盟的主要目标是通过开发和推广UWB技术标准,使设备和服务能够实现无缝的互操作性,从而改善用户体验。FiRa联盟的核心理念是利用UWB技术实现高精度测距和定位。联盟愿景是通过为人员和设备提供精确的位置感知来改变我们与环境互动的方式。
2021年10月,FiRa启动了旨在推动UWB设备之间互操作性的认证计划。对于经过认证,且符合FiRa规定的MAC和PHY一致性测试规范和MAC/PHY互操作性测试规范的设备,会得到FiRa Certified™的认证标志。这个测试确保了产品已经根据FiRa行业标准经过了严格的测试过程。
FiRa联盟的成员包括主要技术公司、设备制造商和芯片供应商,例如苹果、三星、恩智浦(NXP)等,这些成员共同致力于推动UWB技术的发展和应用。以苹果为例,2019年苹果推出的iPhone 11系列中首次引入U1芯片,该芯片利用超宽带技术,实现设备之间的精确空间感知和定位。U1芯片也被整合到苹果的其他设备中,如Apple Watch Series 6及后续型号 。U2是苹果的第二代UWB芯片,于2023年首次出现在iPhone 15和Apple Watch Series 9中。U2芯片在功耗和性能方面进行了改进,进一步提升了设备之间的定位精度和通信能力 。
FiRa 2.0有哪些升级?2023年11月,FiRa联盟推出其技术规范的重大改进——FiRa MAC、PHY和UCI技术规范2.0版,用于规定硬件、RF通信、超宽带(UWB)测距协议和测距设备的行为。这些更新的规范代表着在实现跨芯片组、设备和服务基础设施的可互操作UWB生态系统方面迈出了一步。
技术层面上,FiRa 2.0规范加强了FiRa物理层(PHY)和媒体访问控制层(MAC)的规范,支持以下技术:
- 下行到达时间差(DL-TDoA)测距规范,可支持大型商业中心智慧零售等用例,例如室内导航,以及人流和消费行为分析;
- 动态加扰数据帧(Scrambled Time Sequences,STS),可以减少中间人攻击(MITM)等攻击媒介(Attack Vector),提升安全性;
- 通过单向测距(OWR)提高到达角(AoA)测量精度、竞争式测距(无延迟),包含加强的单侧双向测距(SS-TWR)及双侧双向测距(DS-TWR);
- 物理层安全配置。
通过FiRa 2.0规范,UWB产品将能在确保跨品牌兼容性的前提下,为更多应用带来UWB高精度、高安全的技术特性。FiRa联盟最新发布的FiRa 2.0技术规范指导,将UWB扩展到消费市场和工业市场,特别是以下三大用例:
- 室内无轨迹导航
- 寻找某人/某物
- 指向并触发
FiRa 2.0确保了来自不同制造商的UWB设备能够有效通信,创造了一个更强大且互操作性更高的生态系统。这项技术可以无缝集成到各种硬件和软件生态系统中,如智能手机、物联网设备或工业机械。FiRa 2.0还提出了低功耗和高数据传输速率的规范,使UWB技术成为电池供电设备的理想选择,延长了设备的使用寿命并优化了能效。具体来说,FiRa 2.0有五个方面的更新:
其一为增强的精度和范围。FiRa 2.0提供了更精确的测距算法,使设备能够在更复杂的环境中实现更高的测距精度。新增的频段支持使得设备可以在更广泛的频谱范围内工作,从而提升了应用的灵活性和范围覆盖。
其二为更高的安全性。通过使用集成的AES-128加密,增强了数据传输的安全性,确保测距信息和通信数据在传输过程中的安全性。同时引入了更严格的设备认证和授权协议,防止未经授权的设备接入UWB网络。
其三为设备兼容性和互操作性。FiRa 2.0规范了设备间的通信协议,确保不同制造商的设备可以无缝互操作,加强了对设备的兼容性测试,确保所有符合FiRa 2.0标准的设备都能在各种应用场景中可靠工作。
其四为新的应用场景。FiRa 2.0提供了对智能家居和建筑自动化的新支持,使UWB技术在这些领域的应用更加广泛。改进的定位和导航功能,也使室内导航应用更加精确和可靠。
其五为简化的开发流程。FiRa 2.0提供了更完善的开发工具和软件开发包(SDK),简化了开发者在UWB应用中的开发流程。
FiRa 2.0 通过引入更高的精度、增强的安全性、统一的协议标准、新的应用场景和简化的开发流程,显著提升了UWB技术的性能和应用广度。这些改进将进一步推动UWB技术在各个领域的普及和应用,使其成为未来定位和测距应用的核心技术。
FiRa 2.0与UWB芯片针对UWB技术的标准日趋成熟,UWB芯片的应用范围正在迅速扩张。国内外芯片企业也在针对FiRa 2.0进行研发。其中荷兰半导体企业恩智浦(NXP)推出的Trimension SR150芯片率先通过FiRa 2.0认证。国内芯片企业纽瑞芯(NewRadioTech)推出的NRT82885和捷扬微(GiantSemi)推出的GT1500芯片也通过了FiRa 2.0认证。这些芯片符合最新的UWB标准,可以在全球范围内的设备和应用中实现互操作性和高性能。
由9499www威尼斯开发的最新UWB芯片CBU5000V210是一款集成了UWB(6-9GHz)、蓝牙(BLE)和32位微处理器(MCU)的单芯片CMOS SoC,符合IEEE 802.15.4z、IEEE 802.15.4-2015和FiRa标准。该芯片目前已通过FiRa 2.0测试。
CBU5000V210采用UWB/BLE双模设计,确保芯片可以通过BLE直通应用层Matter,可以单芯片入网。该芯片使用BLE作为OOB(out of band)系统搭建FiRa Framework API,开发者使用单芯片即可搭建FiRa-enabled应用,例如门禁系统等。
一直以来,9499www威尼斯始终站在用户需求和市场应用的角度不断创新,CBU5000V210的诞生旨在提供更加精确、稳定、安全的定位通信服务,能够更好地解决用户的痛点和提供更丰富的应用场景。CBU5000V210集成了9499www威尼斯自研的先进UWB算法,在测距精度、测角精度、3D感知、雷达感知、安全性、高速传输上达到行业领先水平,能够进一步释放UWB技术潜能,发挥高精准定位通信体验。
此次通过FiRa 2.0技术规范认证,不仅是对9499www威尼斯研发实力的再一次充分肯定,也体现了9499www威尼斯产品市场竞争力的不断提升。未来,CBU5000系列生态也会逐渐搭建起来,为用户带来更加优质的产品和服务,让用户能够更好地享受到UWB高精度定位通信芯片带来的发展机遇。
UWB技术正迅速扩展其应用范围,从智能手机到汽车,再到工业物联网设备。面对巨大的市场机遇,国产UWB芯片企业强势崛起,9499www威尼斯、纽瑞芯、捷扬微、驰芯、优智联等国内厂商通过不断创新,共同推动了这一技术在多个领域的应用和普及。