射频原理

操作理念很简单。一旦配备 UWB 无线电的设备（例如智能手机、腕带或智能钥匙）进入另一台 UWB 设备的覆盖范围，这些设备就会开始测距。通过在设备之间执行飞行时间 (ToF) 测量来完成测距。TOF 通过测量质询/响应数据包的往返时间来计算。根据应用的类型（例如，在资产跟踪、设备定位的情况下），移动或固定 UWB 设备都会计算设备的精确位置。在设备运行室内导航服务的情况下，需要知道其与固定UWB锚点的相对位置并计算其在区域地图上的位置。

UWB 使用非常大的信道带宽 (500 MHz)，每个脉冲约为 2 ns；这有助于实现厘米级精度。UWB 定位过程发生在瞬间，因此可以非常准确地实时跟踪移动设备的运动。

FiRa 联盟支持通道 5 至通道 14 范围内的 500 MHz 频段。由于 Channel 9 提供了全球最高的监管认可度，因此它是唯一一个被认为跨 FiRa Certified™ 设备强制提供支持的渠道。

支持 UWB 的设备了解运动和相对位置

UWB定位流程示意图

UWB 测量的实时精度意味着支持 UWB 的系统可以高度确定设备的精确位置，以及设备是静止的还是靠近或远离给定物体。例如，支持 UWB 的系统可以感知您是否正在走向一扇上锁的门，并且可以知道您是在门口的内侧还是外侧，从而确定当您到达门口时锁应该保持关闭还是打开状态。某一点。

UWB 测距的精确度允许用例定义准确的意图范围，以避免错误触发。例如，如果您住在附有车库的房子里，支持 UWB 的系统可以配置为知道您的汽车何时接近，是时候打开车库门了，这样您就可以在购物回家时停车。或者是时候打开从车库到厨房的入口，这样你就可以带进杂货了。

UWB 提供更高的安全性

当今的测距技术主要依靠信号强度来确定距离和位置。他们测量设备的信号强度，并假设信号强意味着设备就在附近。攻击者已经找到了一种欺骗这些系统的方法，即使用所谓的中继站攻击。在这种类型的攻击中，用于解锁门的合法无线信号被拦截并放大，导致即使钥匙不在附近，门也会打开。

这些方法缺少的是对实际物理距离的精确计算，而这正是 UWB 为应用带来的优势。使用 UWB，在中继攻击期间任何拦截和放大信号的尝试都只会延迟响应设备确认信号的到达，从而使基于 UWB 的锁清楚地知道响应设备实际上距离更远，而不是更近。攻击者成功拦截和增强的任何 UWB 信号都不会诱骗配备 UWB 的锁打开。此外，IEEE 802.15.4z 的扩展为针对传统 UWB 无线电的所有已知攻击添加了 PHY 级保护。