초광대역(UWB)과 그 중요성 [설명]

삼성에서 새로 발표한 Note 20 Ultra부터 Apple의 최신 제품인 iPhone 11 시리즈(작년에 발표됨)에 이르기까지 UWB(Ultra Wideband) 기술이 제조업체와 함께 스마트폰에 적용되기 시작했습니다. 현재) 최고의 제품에 구현하기 시작했습니다. Apple의 경우 AirDrop이 UWB의 혜택을 가장 많이 받는다고 주장하는 반면, Samsung의 경우 Nearby Share(Google의 AirDrop에 해당)가 이 기술이 무선 콘텐츠 공유 경험을 개선할 것을 약속합니다. 그러나 초광대역 기술이란 정확히 무엇이며 어떻게 작동하며 일부 응용 프로그램은 무엇입니까? 이 설명에서 이에 대한 답변과 더 많은 정보를 제공합니다.

초광대역(UWB)이란 무엇입니까?

UWB는 스마트폰이 주변 장치를 효과적으로 찾아 연결을 설정하고 콘텐츠를 전송할 수 있도록 지원하는 공간 인식 기술입니다. 본질적으로 근거리에서 사용하기 위한 프로토콜이며 무선 기술을 사용하여 근접한 장치를 찾고 통신합니다. 이를 위해 이 기술은 무선 주파수 스펙트럼의 많은 부분을 활용하여 장치 간에 데이터와 정보를 교환하기 위해 초저전력 및 고대역폭 전파를 활용합니다. 사실 초광대역이라는 이름은 프로토콜이 고대역폭(500MHz)과 비교적 넓은 주파수 범위(3.1~10.6GHz)에 의존하는 데서 유래했습니다.

2019년 iPhone 11 라인업(U1 칩 사용)으로 스마트폰에 UWB를 처음 구현한 것은 Apple이지만 이 기술은 수십 년 동안 사용되었습니다. 그리고 전반적으로 처음에는 미군이 이 기술을 사용할 권리를 소유한 유일한 기관으로 제한을 받았습니다. 결국 몇 년 후인 2002년 FCC(연방통신위원회)가 UWB(3.1 ~ 10.6GHz 주파수 범위)의 무단 사용을 승인하면서 이 기술이 통신, 레이더, 이미징, 및 유사한 분야.

스마트폰에서의 기술 구현에 대해 이야기하면 다른 애플리케이션 중에서 UWB를 사용하여 장치가 작은 물리적 공간에서 가까운 장치/물체를 검색하여 더 정확하게 찾거나 통신할 수 있습니다. Apple의 iPhone 11 라인업에서는 U1 칩을 사용하여 이 기술을 사용하여 AirDrop을 통해 콘텐츠를 수락할 수 있는 근접한 다른 장치를 정확하게 감지할 수 있습니다. 따라서 장치 간의 검색 및 통신을 빠르고 번거롭지 않게 하고 사용자에게 단순히 장치를 지정하여 콘텐츠를 검색하고 전송할 수 있는 기능을 제공합니다.

Apple과 마찬가지로 새로 출시된 Note 20 Ultra와 마찬가지로 Samsung도 동일한 원칙을 따르고 있으며 무선 콘텐츠 공유를 위한 Google의 기본 내장 유틸리티인 Nearby Share 사용 경험을 개선하는 방식으로 기술을 포함하고 있습니다. 장치 검색 및 통신을 빠르고 정확하며 편리하게 만듭니다.

초광대역(UWB) 기술은 어떻게 작동합니까?

장치를 검색하고 통신할 수 있도록 초광대역 기술은 송신기와 수신기를 모두 사용해야 합니다. 이 프로세스에는 일반적으로 넓은 스펙트럼의 전파를 활용하고 높은 대역폭(및 매우 낮은 전력)의 전파를 사용하여 작은 주기적인 시간 간격에 걸쳐 영역에 펄스를 보내는 UWB 송신기가 포함됩니다. 이 작업이 수행되는 동안 수신기는 다른 쪽 끝에서 이러한 펄스를 캡처하고 필요에 따라 추가 작업을 수행하기 위해 데이터로 변환합니다. 또한 UWB 기술이 적용되는 Use Case 시나리오에 따라 수정하여 사용할 수 있습니다.

두 대의 스마트폰(UWB 탑재) 간에 유사한 통신이 발생하면 RADAR(Radio Detection and Ranging)에서 사용되는 ToF(Time of Flight) 측정을 사용하여 측정을 수행합니다. 간단히 말해서 ToF는 펄스가 두 지점 사이의 거리를 가로지르는 데 걸리는 시간입니다. UWB와 함께 사용되는 전파는 매우 낮은 전력(및 고대역폭: 500MHz)이기 때문에 더 빠른 속도로 많은 양의 펄스를 전송하는 것이 더 쉽습니다. 따라서 더 나은 실시간 위치 정확도를 고려합니다.

고용파의 높은 대역폭은 근거리 데이터 중계에 유용하고 고주파수는 많은 양의 데이터를 보유하는 데 도움이 되지만 벽과 같이 많은 장애물을 구성하는 상당히 큰 물리적 공간에서는 그렇지 않습니다. 전파도 사용하는 Wi-Fi와 달리 UWB는 벽을 통해 신호를 효과적으로 통과할 수 없기 때문에 더 나은 통신 및 검색을 위해 명확한 LOS(Line of Sight)가 필요합니다. 더욱이 어떤 경우에는 범위와 수신을 증가시키기 위해 외부 안테나 시스템이 필요합니다.

초광대역(UWB)은 Bluetooth 및 Wi-Fi와 어떻게 다릅니까?

UWB, Wi-Fi 또는 Bluetooth와 같이 어떤 무선 기술에 대해 이야기하든 각각의 기술은 실시간 위치 시스템에서 사용할 수 있습니다. 이것이 의미하는 바는 이러한 무선 기술이 물체를 찾거나 근접한 다른 장치를 발견하는 데 도움이 되는 기능을 제공한다는 것입니다. 따라서 요구 사항 및 응용 프로그램에 따라 시스템에서 사용할 수 있습니다. 하지만 그 효율성은 크게 차별화되는 것입니다.

Wi-Fi는 연결을 위해 가장 일반적이고 널리 채택되는 무선 네트워크 프로토콜 중 하나입니다. 주로 네트워킹 및 인터넷 액세스에 사용됩니다. Wi-Fi의 버전에 따라 범위와 속도가 다르며 2.4GHz 및 5GHz가 가장 많이 사용되는 대역입니다. Wi-Fi는 UWB와 달리 좁은 주파수 대역을 사용하여 전송 속도가 훨씬 낮아 UWB에 비해 가장 큰 단점 중 하나입니다. 또한, 파장 대역은 흡수율이 높기 때문에 더 나은 연결을 제공하기 위해 명확한 LOS가 필요합니다. 연결 품질을 결정하는 데 사용되는 주요 메트릭은 일반적으로 인터넷 연결의 경우 작동하지만 검색 가능성에 관해서는 그렇지 않은 신호 강도입니다. 그리고 이것이 바로 Wi-Fi가 주변 물체를 발견하고 찾는 데 선호되는 프로토콜이 되는 것을 제한하는 것입니다.

Wi-Fi와 마찬가지로 Bluetooth도 좁은 주파수 대역의 파동에 의존하므로 경쟁업체인 UWB가 펄스를 브로드캐스트하는 효과를 제공하지 않습니다. 마찬가지로, 가까운 물체를 발견할 때 Bluetooth는 신호 강도를 신호 품질을 결정하는 메트릭으로 사용합니다. 이는 이미 언급했듯이 근접한 물체의 정확한 위치를 식별하는 가장 효과적인 방법이 아닙니다. 따라서 Wi-Fi와 마찬가지로 Bluetooth도 근처에 있는 물체 및 장치를 검색할 때 UWB에 뒤쳐집니다.

초광대역(UWB)의 일부 응용 프로그램은 무엇입니까?

주변 장치를 정확하게 검색하고 빠르고 번거롭지 않은 방식으로 무선으로 콘텐츠를 전송할 수 있는 기술을 통해 UWB가 도움이 될 수 있는 다양한 사용 사례 시나리오가 있습니다. 그리고 어떤 경우에는 현재 사용 중인 프로토콜보다 훨씬 낫습니다.

기술이 콘텐츠 공유를 돕거나 근접한 다른 장치를 확인/찾는 데 도움이 되는 스마트폰 외에도 UWB는 증강 현실(AR), 내비게이션, 모바일 결제, 차량 액세스, 실내 내비게이션, 자산 추적, 자동차 산업, 의료 응용 및 다양한 기타 목적.

초광대역(UWB) 기술은 미래에 무엇을 의미합니까?

최신 Samsung 제품인 Galaxy Note 20 Ultra에서 볼 수 있듯이 회사는 Nearby Share로 더 나은 기능을 제공하기 위해 장치에 UWB를 구현하고 있습니다. 물론 이것은 회사가 현재 UWB 기술을 활용하기 위해 강조한 애플리케이션 중 하나일 뿐입니다. 그리고 아마도 같은 것을 사용할 수 있는 다른 많은 사용 사례 시나리오가 있을 것입니다. 유사하게, Apple이 iPhone 11 라인업과 동일하게 채택하면 정확한 위치 데이터를 활용하는 다른 응용 프로그램의 가능성을 열어 개발자가 U1 칩에 완전히 액세스하고 시작하면 더 나은 기능(심지어 새로운 기능까지)을 제공할 수 있습니다. 그 힘을 활용합니다.

마찬가지로, UWB를 사용하여 자산 추적 회사에서 사용자가 소지품을 정확하게 추적하고 이를 더 잘 제어할 수 있도록 하는 회사도 볼 수 있습니다. 말할 것도 없이 의료 분야와 같은 애플리케이션 섹션의 몇 가지 사용 사례 시나리오는 더 나은 이미징, 환자 추적 및 자율 수술에 대한 더 나은 제어를 제공할 수 있습니다. 자동차 산업: 주변 물체를 더 잘 감지하고 자율 주행 경험을 향상시키면서 안전을 만들 수 있습니다. UWB의 응용 전망과 사용 범위는 엄청나게 넓으며 앞으로 다양한 산업 분야에서 더 나은 모습을 볼 수 있기를 바랍니다.