چگونه دقت Ultra-Wideband مکمل برد بلوتوث در ردیاب‌های هوشمند است

یک ردیاب بلوتوث کم‌مصرف (BLE) و یک ردیاب Ultra-Wideband (UWB) هر دو برای ارتباط با گوشی هوشمند به امواج رادیویی متکی هستند، اما در نحوه اندازه‌گیری فاصله کاملاً با هم تفاوت دارند.

در حالی که بلوتوث فاصله را با حدس زدن میزان افت سیگنال در حین عبور از هوا تخمین می‌زند، UWB بیشتر شبیه یک سیستم رادار عمل می‌کند و زمان دقیق رفت و برگشت یک پالس رادیویی را اندازه می‌گیرد. همین یک تفاوت مکانیکی تعیین می‌کند که آیا یک اپلیکیشن می‌تواند فلشی را مستقیماً به سمت کیف پول گمشده نشانه بگیرد یا فقط به کاربر بگوید که در حال «نزدیک شدن» است.[4]

این تمایز، نیروی محرکه نسل بعدی سخت‌افزارهای مصرفی است. در ۱۱ سپتامبر ۲۰۲۶، یک پرونده در کمیسیون ارتباطات فدرال (FCC) تأیید کرد که Galaxy SmartTag 3 آینده سامسونگ برای امکان‌پذیر کردن ردیابی دقیق، فناوری UWB را حفظ خواهد کرد و موقعیت خود را در برابر AirTag مجهز به UWB اپل حفظ می‌کند. با این حال، بسیاری از ردیاب‌های محبوب، از جمله مدل‌های استاندارد Tile، همچنان منحصراً به بلوتوث متکی هستند. درک دلیل این امر نیازمند نگاهی به فیزیک این دو پروتکل رادیویی است.[1][2]

بلوتوث کم‌مصرف در باند فرکانسی شلوغ ۲.۴ گیگاهرتز کار می‌کند؛ همان طیفی که توسط روترهای وای‌فای، مایکروویوها و پیجرهای اتاق کودک استفاده می‌شود. وقتی گوشی سعی می‌کند یک ردیاب مبتنی بر بلوتوث را پیدا کند، از معیاری به نام نشانگر قدرت سیگنال دریافتی (RSSI) استفاده می‌کند.

گوشی می‌داند که سیگنال ردیاب در مبدأ چقدر باید قوی باشد؛ با اندازه‌گیری میزان ضعیف شدن سیگنال هنگام رسیدن، گوشی فاصله را تخمین می‌زند. با این حال، دیوارها، بدن انسان و مبلمان همگی امواج ۲.۴ گیگاهرتز را جذب می‌کنند، که باعث ضعیف شدن مصنوعی سیگنال شده و گوشی را فریب می‌دهد تا فکر کند ردیاب دورتر از حد واقعی است.[4]

فناوری Ultra-Wideband بازی حدس زدن حجم سیگنال را به کلی دور می‌زند. به جای کار روی یک فرکانس باریک، UWB در بخش عظیمی از طیف - معمولاً ۵۰۰ مگاهرتز یا بیشتر - با سطح توان بسیار پایین پخش می‌شود. تراشه UWB به جای اندازه‌گیری قدرت سیگنال، زمان پرواز (ToF) را اندازه می‌گیرد.

از آنجا که امواج رادیویی با سرعت نور حرکت می‌کنند، تراشه نانوثانیه دقیقی را که یک پالس برای رسیدن به ردیاب و بازگشت نیاز دارد، محاسبه می‌کند. این امر به UWB اجازه می‌دهد تا یک مکان را با دقت ۱۰ تا ۳۰ سانتی‌متر در فضای داخلی مشخص کند، در مقایسه با حاشیه خطای ۱ تا ۳ متری که در بلوتوث معمول است.[4]

علاوه بر این، UWB از چندین آنتن برای محاسبه زاویه سیگنال ورودی استفاده می‌کند. این همان مکانیزمی است که ویژگی «یافتن دقیق» (Precision Finding) اپل را تقویت می‌کند، که یک فلش واقعی را روی صفحه آیفون نشان می‌دهد که به سمت AirTag اشاره می‌کند. وب‌سایت How-To Geek با توضیح اینکه این فناوری به اپلیکیشن‌ها اجازه می‌دهد «به شما کمک کنند آن را با دقتی در حد اینچ پیدا کنید»، خاطرنشان می‌کند: «برخلاف بلوتوث، UWB ردیابی موقعیت مکانی بسیار دقیقی را ارائه می‌دهد.»[2]

با وجود دقت میلی‌متری UWB، بلوتوث همچنان پادشاه بلامنازع ردیابی در مقیاس کلان است. فناوری UWB صرفاً یک فناوری کوتاه‌برد است و تنها زمانی مؤثر است که گوشی در فاصله چند متری ردیاب باشد. اگر یک چمدان در فرودگاهی در آن سوی کشور گم شود، UWB بی‌فایده است.

اینجاست که شبکه گسترده بلوتوث وارد عمل می‌شود. ردیاب‌ها شناسه‌های BLE خود را به هر گوشی هوشمندی که از فاصله چند صد متری آن‌ها عبور می‌کند، ارسال می‌کنند. شبکه Find My اپل از بیش از ۱.۵ میلیارد دستگاه فعال برای ارسال بی‌صدا این پینگ‌های بلوتوث به فضای ابری استفاده می‌کند و نقشه مالک را به‌روزرسانی می‌کند.[2][4]

به دلیل این پویایی، ردیاب‌های رده‌بالا بین این دو پروتکل یکی را انتخاب نمی‌کنند؛ آن‌ها از هر دو استفاده می‌کنند. ردیاب برای پخش موقعیت کلی خود در شبکه جهانی به رادیوی بلوتوث خود متکی است. هنگامی که مالک به صورت فیزیکی به آن مکان سفر می‌کند و در فاصله حدوداً ۱۰ متری قرار می‌گیرد، تراشه UWB گوشی وارد عمل می‌شود تا راهنمایی نهایی و گام‌به‌گام را برای رسیدن به کوسن مبل یا جیب ژاکت خاص ارائه دهد.[2][4]

مانع اصلی برای پذیرش همگانی UWB، چندپارگی سخت‌افزاری است. در حالی که اپل تراشه‌های سفارشی UWB خود را در تمام آیفون‌های پرچمدار از زمان آیفون ۱۱ گنجانده است، اکوسیستم اندروید به شدت دچار تفرقه است. در حال حاضر تنها گوشی‌های رده‌بالای سامسونگ و گوگل دارای آنتن‌های UWB هستند.

How-To Geek گزارش می‌دهد: «پیاده‌سازی ضعیف UWB در اندروید احتمالاً بهبود نخواهد یافت زیرا شانس کمی وجود دارد که برندهای اندرویدی بیشتری شروع به تجهیز گوشی‌های خود به UWB کنند.» این وب‌سایت خاطرنشان می‌کند که تولیدکنندگان شخص ثالث ردیاب انگیزه کمی برای افزودن این تراشه‌های گران‌قیمت دارند، در صورتی که اکثر گوشی‌های اندرویدی نمی‌توانند آن‌ها را بخوانند.

با این حال، سیلیکون زیربنایی به سرعت در حال پیشرفت است تا از کاربردهای گسترده‌تر صنعتی و خودرویی پشتیبانی کند. در مارس ۲۰۲۶، شرکت STMicroelectronics خانواده تراشه‌های ST64UWB را معرفی کرد که بر پایه فناوری ۱۸ نانومتری ساخته شده و از استاندارد آینده IEEE 802.15.4ab پشتیبانی می‌کند.

ریاس الکادی، مدیر کل بخش فاصله‌یابی و اتصال STMicroelectronics گفت: «خانواده ST64UWB که امروز معرفی می‌کنیم، اولین سیستم-روی-تراشه در صنعت است که از جدیدترین مشخصات ultra-wideband پشتیبانی می‌کند.» استاندارد جدید، رادیوی کمکی باند باریک را در خود جای داده تا برد مؤثر UWB را به چند صد متر افزایش دهد.[3]

کنسرسیوم FiRa که بر گواهینامه UWB نظارت دارد، پیش‌بینی می‌کند که این فناوری طی دهه آینده به تدریج در تمام گوشی‌های هوشمند پذیرفته خواهد شد و پتانسیل بازاری معادل ۱.۵ میلیارد دستگاه در سال را نشان می‌دهد. تا زمانی که این برابری سخت‌افزاری حاصل شود، مصرف‌کنندگان باید خریدهای ردیاب خود را با اکوسیستم‌های خاص گوشی هوشمند خود مطابقت دهند.

کاربران آیفون از مزایای کامل UWB با AirTag بهره‌مند می‌شوند، در حالی که کاربران اندروید باید در فضایی حرکت کنند که تنها جفت‌سازی‌های خاص - مانند گوشی Samsung Galaxy با SmartTag - قابلیت‌های جهت‌یابی واقعی این فناوری را باز می‌کند.[2][4]