La puce U1 d’Apple, la technologie Android Boost UWB qui permet à votre téléphone de déverrouiller votre voiture

Vous avez entendu parler de normes sans fil comme Wifi, Bluetooth et 5G. Il est maintenant temps d’en découvrir un autre : l’ultra large bande, ou UWB.

La technologie, qui a commencé à arriver dans les téléphones, les balises de suivi et quelques voitures, utilise des signaux radio pour localiser l’emplacement d’un appareil. UWB est la base des balises de suivi telles que AirTag d’Apple et SmartTag Plus de Samsung, qui peut vous aider à retrouver un porte-clés, un sac à main, un portefeuille ou un animal de compagnie perdu. Dans quelques cas, comme le comme le BMW iXUWB vous permet de déverrouiller votre voiture lorsque vous approchez avec votre téléphone, et il devrait également vous permettre de le faire avec la porte d’entrée de votre maison.

UWB calcule les emplacements à moins d’un demi-pouce en mesurant le temps nécessaire à des impulsions radio ultra-courtes pour se déplacer entre les appareils. Il peut également transférer des données – en effet, c’est ce pour quoi il a été conçu à l’origine il y a plus de dix ans – mais pour l’instant, c’est une lumière secondaire par rapport au positionnement précis.

Pour l’instant, les utilisations de l’UWB sont limitées. Mais à mesure qu’il mûrit et se propage à plus d’appareils, UWB pourrait conduire à un monde où le simple fait de porter votre téléphone ou de porter votre montre vous aide à vous connecter à votre ordinateur portable lorsque vous approchez ou verrouillez votre maison lorsque vous partez.

Apple est l’un des plus grands fans d’UWB. Il a conçu sa propre puce UWB, la U1, et l’intègre dans les iPhones, les AirTags et les montres Apple. C’est ainsi que les nouveaux iPhones utilisent la “recherche de précision” pour vous conduire à un porte-clés équipé d’AirTag ou à une Apple Watch à portée. Les constructeurs automobiles, dont Audi, BMW, Hyundai et Ford, sont également très favorables à l’UWB.

“Être capable de déterminer précisément où vous vous trouvez dans un environnement est de plus en plus important”, a déclaré Andrew Zignani, analyste chez ABI Research, qui s’attend à ce que les expéditions d’appareils compatibles UWB passent de 150 millions en 2020 à 1 milliard en 2025. “Une fois qu’une technologie devient intégré dans un smartphone, cela ouvre des opportunités très importantes pour la technologie sans fil.”

Here’s a look at UWB and its uses.

What’s UWB good for?

Satellite-based GPS is useful for finding yourself on a map but struggles with anything much more precise and indoors. UWB doesn’t have those handicaps. But UWB’s potential goes far beyond that practical feature.

UWB could switch your TV from your child’s Netflix profile to yours. Your smart speaker could give calendar alerts only for the people in the room. Your laptop could wake up when you enter the home office.

Imagine this scenario: You leave the office and as you near your car, receivers in its doors recognize your phone and unlock the vehicle for you. When you get out of the car at home, the receivers recognize you’re no longer in the vehicle and lock the doors.

With UWB, your home could recognize that you’re returning at night and illuminate your walkway. It could then automatically unlock your front door. Your music and lights could follow you from room to room.

“I’m walking in a sound and light cocoon in my house,” said Lars Reger, chief technology officer of NXP Semiconductors, a UWB proponent whose chips are widely used in cars.

Bluetooth-based location sensing takes at least two seconds to get an accurate fix on your location, but UWB is a thousand times faster, Reger said.

UWB will add more than convenience, supporters say. Conventional key fobs have security problems in regard to remotely unlocking cars: criminals can use relay attacks that mimic car and key communications to steal a vehicle. Case in point: security researchers at NCC Group demonstrating in May they could hack into a Tesla Model 3’s Bluetooth connection. Tesla told the researchers that such relay attacks are a known limitation.

UWB has cryptographic protections against that sort of problem. And Tesla, for one, is interested. UWB’s precise timing and positioning technology means it’s “immune to relay attacks,” the carmaker said in a 2021 application with the FCC for new wireless key fobs and in-car equipment seen by the Verge.

This same ability to track your movements has downsides, particularly if you don’t like the idea of the government following your movements or coffee shops flooding your phone with coupons as you walk by. But with today’s privacy push, expect phone makers to prohibit anyone from tracking your phone without your permission.

How is Google supporting UWB?

Google’s support for UWB began in 2021 with its Pixel 6 phones. But the company’s influence is greater through its Android phone software.

Google added limited UWB support into Android 12 in 2021, but it should improve with Android 13 in 2022. That’s because the company is opening up the programming interface so any app can use it, not just Google’s software. Google also is adding UWB support to Android’s Mainline technology that could spread UWB support so apps can use it on earlier phones, too.

Google’s UWB support enables digital car key technology so you will be able to use your phone as a car key on some BMW models.  Android can store digital car keys in Google Wallet. Expect broader support among carmakers in coming years.

How is Apple supporting UWB?

The iPhone 11, iPhone 12 and iPhone 13 smartphones include Apple’s UWB chip, the U1. It joins a handful of other processors Apple has developed, including the A series that powers iPhones and iPads, the M1 at the heart of new Macs, iPad Pros and iMacs, and the T series that handles Touch ID and other security duties on Macs.

AirTags really bring the technology alive, though. UWB communicates with an iPhone 11 or 12 so a big arrow leads you to the tag. When UWB isn’t in range, a Bluetooth connection means AirTags tap into Apple’s Find My system, which lets other people’s devices discover your AirTag’s location and share it privately with you.

“The new Apple-designed U1 chip uses ultra wideband technology for spatial awareness — allowing iPhone 11 Pro to precisely locate other U1-equipped Apple devices. It’s like adding another sense to [the] iPhone”, a déclaré Apple à propos de la puce U1 à son arrivée. Voici une autre utilisation : “Avec U1 et iOS 13, vous pouvez pointer votre iPhone vers quelqu’un d’autre, et AirDrop donnera la priorité à cet appareil afin que vous puissiez partager des fichiers plus rapidement.”

La Apple Watch série 6 et Série 7 ont également UWB intégré pour les rendre plus faciles à localiser.

Apple ne promet pour l’instant que des liaisons UWB entre ses propres appareils. Mais la normalisation UWB devrait ouvrir un monde d’autres connexions, et les ajustements logiciels devraient permettre à Apple de s’adapter à mesure que les normes UWB mûrissent.

Les années de travail UWB d’Apple sont évidentes dans plusieurs brevets. Cela inclut des brevets pour façonner les impulsions UWB pour plus de précision dans les mesures de distance, utiliser un téléphone, une montre ou un porte-clés pour entrer et démarrer une voiture, calculer votre chemin vers une voiture afin que votre voiture puisse envoyer à votre téléphone une demande d’authentification biométrique, et laissant Bluetooth et UWB coopérer pour vous donner accès à votre voiture.

Comment Samsung prend-il en charge UWB ?

Samsung prend en charge UWB dans son Galaxy Note 20 Ultra, Galaxy S21 Plus et Galaxy S21 Ultraet Famille de smartphones Galaxy S22.

“Vous pourrez déverrouiller la porte de votre voiture avec votre téléphone”, a déclaré Kevin Chung du centre de vente directe aux consommateurs de Samsung lors du lancement du S21 2021. “La porte se déverrouillera lorsque vous l’atteindrez – pas plus tôt, pas plus tard.”

La technologie de clé de voiture numérique basée sur UWB de Samsung vous permet d’envoyer des clés numériques à des amis ou des membres de la famille, et l’application AR finder de Samsung indiquera la direction de votre voiture dans un parking bondé. Samsung a des partenariats clés numériques avec BMW, Audi, Ford et Hyundai’s Genesis Motor.

Samsung SmartTag Plus utilise UWB.

Qui d’autre est intéressé par l’UWB ?

Parmi les autres sociétés impliquées dans l’UWB, citons le géant de l’électronique grand public Sony ; les fabricants de puces Decawave, Qualcomm, NXP et STMicroelectronics ; les constructeurs automobiles Volkswagen, Hyundai et Jaguar Land Rover ; et le géant de l’électronique automobile Bosch.

Un autre acteur notable est Tile, qui vend des balises de suivi depuis des années pour vous aider à trouver des éléments tels que des porte-clés et des portefeuilles. Le Tile’s Ultra basé sur UWB devait arriver au début de 2022, mais Life360 a acquis la société et examine le calendrier de lancement du produit. Il prévoit toujours d’expédier le Tile Ultra “lorsque le moment sera venu pour la société fusionnée”, a déclaré un représentant de Tile dans un communiqué.

Confusément, ces entreprises se sont regroupées en deux groupes industriels, l’UWB Alliance qui s’est formée en décembre 2018 et le FiRa Consortium (abréviation de “fine range”) qui s’est formé en août 2019. Samsung a rejoint FiRa, Apple n’est pas répertorié comme membre. de n’importe quel.

En plus de cela, il y a le Car Connectivity Consortium qui travaille sur la technologie des clés numériques. Les trois groupes ont compris qui fait quoi maintenant pour éviter de se marcher sur les pieds, a déclaré Harrington.

FiRa travaille sur des normes pour s’assurer que les appareils UWB fonctionnent correctement ensemble, tandis que l’UWB Alliance essaie de minimiser les problèmes UWB dus à l’expansion du Wi-Fi dans la bande radio 6 GHz qu’UWB utilise également. Par exemple, il y a de brèves pauses dans les signaux Wi-Fi envoyés dans la bande 6 GHz, et les transmissions UWB pourraient se faufiler dans ces lacunes, a déclaré le directeur exécutif de l’UWB Alliance, Tim Harrington.

Comment fonctionne l’ULB ?

L’idée derrière UWB existe depuis des décennies. En effet, l’Université de Californie du Sud a créé un laboratoire ultra large bande appelé UltRa en 1996. Certains des concepts remontent au pionnier de la radio Guglielmo Marconi, dit Harrington.

Les appareils UWB envoient de nombreuses impulsions d’énergie très courtes et de faible puissance sur un spectre inhabituellement large d’ondes radio. La gamme de fréquences UWB s’étend sur au moins 500 MHz, par rapport aux canaux Wi-Fi souvent environ un dixième de la largeur. Les signaux de faible puissance d’UWB causent peu d’interférences avec d’autres transmissions radio.

UWB envoie jusqu’à 1 milliard d’impulsions par seconde, soit 1 par nanoseconde. En envoyant des impulsions selon des modèles, UWB encode les informations. Il faut entre 32 et 128 impulsions pour coder un seul bit de données, a déclaré Harrington, mais compte tenu de la vitesse à laquelle les bits arrivent, cela permet des débits de données de 7 à 27 mégabits par seconde. Tesla pourrait être intéressé par les capacités de transfert de données d’UWB, promettant des vitesses allant jusqu’à 7,8 Mbps.

L’IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) a développé une norme UWB appelée 802.15.4 il y a plus de 15 ans, mais elle n’a pas été adoptée pour son utilisation initiale prévue, en envoyant des données rapidement.

La détection de localisation a fait de l’UWB un sujet brûlant à nouveau ?

Des entreprises comme Spark Microsystems utilisent UWB pour le transfert de données, mais la plupart des géants de la technologie l’apprécient pour mesurer précisément l’emplacement. Même si le 802.15.4 a échoué lors de sa création il y a des années, la renaissance de l’UWB se produit parce que ses impulsions radio ultra-courtes permettent aux ordinateurs de calculer les distances très précisément.

Aujourd’hui, le développement UWB est à nouveau actif, par exemple avec la norme 802.15.4z qui renforce la sécurité des porte-clés et des paiements et améliore la précision de la localisation à moins d’un centimètre. Résoudre les problèmes d’attaque par relais d’aujourd’hui, où une personne disposant de la technologie radio copie et colle essentiellement les communications radio des porte-clés ou des systèmes de déverrouillage des smartphones, était une priorité absolue pour 802.15.4z. “Avec le timing précis que vous quittez UWB et la capacité de savoir exactement où vous êtes, vous pouvez couper l’homme au milieu [relay] attaquer complètement », a déclaré Harrington.

Un autre domaine de développement actif est l’amélioration de la façon dont vous pouvez utiliser votre téléphone pour effectuer des paiements sur un terminal de paiement.

Les ondes radio parcourent environ 30 centimètres (1 pied) en un milliardième de seconde, mais avec des impulsions courtes, les appareils peuvent calculer des distances très précisément en mesurant le “temps de vol” d’un signal radio vers un autre appareil qui répond avec son propre signal. Avec plusieurs antennes positionnées à différents endroits, les radios UWB peuvent calculer la direction vers un autre appareil, pas seulement la distance.

L’UWB s’harmonise parfaitement avec l’Internet des objets, la mise en réseau des sonnettes, des haut-parleurs, des ampoules et d’autres appareils.

Il est déjà utilisé pour la localisation. Les joueurs de la NFL ont des émetteurs UWB dans chaque épaulière, une partie de la technologie de diffusion utilisée pour les animations de relecture instantanées. L’emplacement d’un ballon de football est mis à jour 2 000 fois par seconde, selon Harrington.

Boeing utilise des balises UWB pour suivre plus de 10 000 outils, chariots et autres articles dans ses vastes usines.

UWB consomme très peu d’énergie. Un capteur qui envoie une impulsion une fois par seconde devrait fonctionner pendant sept ans avec une seule pile bouton.

Verizon a 5G Ultra Wideband. Est-ce la même chose?

Non. Verizon utilise les mêmes mots, mais c’est simplement une étiquette de marque.

“5G Ultra Wideband est notre nom de marque pour notre service 5G”, a déclaré le porte-parole Kevin King. “Ce n’est pas une technologie.”