AirTag 無線技術淺談 - iOS

前面有板友有提問AirTag藍牙通訊距離，以及相關的問題。
剛好之前有允諾說要開一篇講解AirTag的理論技術，且之前在低卡上面有發一篇5G NR的
技術淺談，可以多少看看無線電技術章節配合理解。

https://www.dcard.tw/f/apple/p/235592494

https://i.imgur.com/CS39mg9.jpg
-AirTag

首先為什麼AirTag會在2021年開始販售？
具體的戰略策略考量了什麼？

這部分可以從AirTag本身搭載的U1晶片了解，再者天線要去對環境優化推遲了產品上市時
間（調校天線）。
U1晶片自iPhone 11世代開始搭載在手機端，到如今全世界上擁有這世代的客群只是佔有
一小部分，很難以應用在需要緊密網絡包圍的環境。

但自iPhone 12世代發佈了，且是發佈了近半年才讓蘋果確立大體網絡基礎建設完善了，
是時候可以推出AirTag對市場進行市占爭奪（雖然是一面倒）。


那更早期之前的Tile不也是類似應用？那為何並沒有得到相應迴響？
那得說明蘋果自家的Find My服務功能，這功能只要一天不下放給第三方廠商，是永遠沒
辦法匹配蘋果這種深度軟硬體兼施的廠商，而後來的結果也更確定，蘋果只想在這塊領域
單幹的野心。



https://i.imgur.com/d45bJy6.jpg
-藍牙無線技術

AirTag分別有BLE『Bluetooth Low Energy』低功耗藍牙、U1 晶片的UWB 『Ultra-Wide B
and』超寬頻、NCF『Near-field communication』近距離無線通訊。


其中NFC的功能只在透過手上的手機與AirTag接觸彈出訊息與資訊用的。
而UWB可以應用的場景在於近距離的『Time of flight』飛時測距，其精度可以達到毫米
級別。

最後藍牙通訊的部分BLE這才是AirTag最主要的運作通訊方式，理論上在『空曠空間』其
距離大約可以達到百米左右，但是受限2.4GHz的無線電問題，在繁雜的城市水泥牆中，這
數字肯定不可能完美達到。
並且，藍牙發送訊號所用的『功耗』這蘋果肯定有校正過（要維持續航一年），所以結合
上述兩個難點，其距離可能落在30米~50米左右才是實際應用場景下的數據。

而同樣受限於功耗問題，UWB原本理論距離是可以超過百米的，但因為考量內置電池也就C
R2032這顆，所以大致上『10米』左右的距離UWB才會真正起作用，也就是你看到手機上的
AR指示。

『藍牙定位』這技術早在2013年的iBeacon就有深耕技術在先，起初因為精度無法掌握，
達不到標準。
但是後來UWB崛起後，蘋果轉而投入並且將其『深度結合UI顯示』，造就成你拿到AirTag
尋找物品，根本分不清楚哪個階段是誰在工作。

在藍牙2.4GHz裡面只有三個信道用作單向傳遞，也就是AirTag最主要的佔用信道。
講直白一點就是廣播。
為什麼可以這麼肯定AirTag一定是使用單向傳遞的三個信道，而不是剩餘37個雙向傳遞信
道？
原因出在於他的那顆CR2032電池（對...又是它）
AirTag設計就不是拿來做雙向傳遞的產品，他不需要參與解碼、編碼等過程雙向傳遞過程
。
他只需要一直對著周遭不斷廣播我是ＯＯＯＯＯＯ等資訊即可。

https://i.imgur.com/UWO6K9N.jpg
至於這顆CR2032為啥可以提供長達一年。
這就是蘋果自己調教說的算，如果只是每一天對外傳播一次，那設備大可維持好幾年（如
同以前的手錶）。
如果是分鐘級別對外持續射頻傳播，可能續航會從數年銳減為一年內。

上述兩時間級別都有致命缺點，就是無法實時定位，其間隔太長久。
所以AirTag做的頻率射出應該是秒級別，並且功率一定會控制的非常小。

所以蘋果調教方向有兩大方向。
第一：控制藍牙通訊所消耗的電流。

第二：長時間處在睡眠狀態，並減少傳輸頻率。

要做到這樣的方法，只有設置定時器在特定秒數進行一次短暫且快速的訊號射出。

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https://i.imgur.com/1eFoOHT.jpg
至於數據安不安全。
肯定是安全的，由於不會維持太複雜的傳輸，AirTag只會向附近的設備通訊傳輸『自己的
識別碼』，以及加密位置。
除了你自己手機的鑰匙去訪問，不然其他人解不開。
這點跟iMessage是一模一樣的，也跟WWDC2021所說的是一致的。





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