[Перевод] FM-спам: скоро рекламные плакаты «поумнеют» и начнут транслировать FM-сигнал, забивая нашу любимую радиостанцию

В прошлом году на конференции «USENIX Symposium on Networked Systems Design and Implementation» была представлена весьма занятная презентация. О том, как превратить футболку или рекламный щит – в FM-радиостанцию. Автор презентации объясняет, как «подсаживать» цифровые данные и произвольные аудио-треки – на уже летящий по эфиру FM-сигнал. Посредством эффекта обратного рассеяния радиоволн. Презентация показалась мне настолько интересной, что я не удержался от того, чтобы подготовить краткий пересказ.

В чём же практическая ценность таких «FM-подсадок»? Они вообще реальны, или это из области научной фантастики? И если реальны, то как насчёт лицензирования радиопередатчиков? Обо всём об этом – ниже.

Представьте себе…

• …умные плакаты на автобусных остановках и умные уличные знаки, которые могут передавать в цифровом виде (1) информацию о местных достопримечательностях или (2) рекламные объявления. Непосредственно на наш FM-приёмник (на магнитолу водителя или на смартфон прохожего).

• …умные плакаты, которые, рекламируя артистов, транслируют их аудио-треки на наш смартфон. Или побуждают нас купить билеты на предстоящий концерт, отправляя контекстную рекламу на наш смартфон.

• …умные уличные знаки, которые (1) транслируют информацию о названии перекрёстка и (2) сообщают инвалидам, когда можно безопасно пересечь улицу.
  

• …умную одежду, сшитую из умной ткани, которая отслеживает скорость бегуна и основные показатели его самочувствия, а затем напрямую транслирует эти данные ему на смартфон.

Как этого достичь?

На упомянутой в начале статьи презентации докладчик продемонстрировал три технологических новшества, которые обеспечили ему возможность делать FM-подсадку:

1. Хлопчатобумажная футболка с машинной вышивкой из проводящей нити, которая служит в качестве антенны, передающей сигнал на смартфон.
   
2. Дизайн плоской антенны из медной ленты, пригодной для размещения на тыльной стороне рекламного плаката.
   
3. Прототип устройства, реализующего программную логику FM-подсадки, и соответствующую этому прототипу микросхему.
   

Каковы технические характеристики этой микросхемы?

• Скорость передачи данных: до 3,2 килобит в секунду
• Дальность действия (при наличии антенны): до 18 метров.
• Потребляемая мощность: до 11 мкВт.
• Заряда батарейки в умном плакате хватает по меньшей мере на 12 часов.

Каковы технические ограничения?

FM-подсадка может быть осуществлена только при выполнении следующих трёх условий:

1. Окружающие радиосигналы, на которые мы делаем FM-подсадку, должны быть повсеместными в наружной городской среде.
2. Целевые приёмники (смартфоны прохожих и магнитолы автомобилей) должны быть оснащены FM-радиоприёмниками.
3. Обратное рассеяние на нужных нам частотах должно быть в рамках легального пользования (чтобы не потребовалось получать лицензию); и поэтому возможность пользования сотовым диапазоном сразу же отпадает.

FM-радиосигналы действительно удовлетворяют этим ограничениям?

Короткий ответ: да. Технический ответ:

• FM-радиостанции работают по широковещательному принципу и уже развёрнуты во всех городах.
• Радиовышки передают сигналы на большой мощности (в несколько сотен киловатт), – которой вполне хватит для коммуникаций, опирающихся на обратное рассеяние.
• FM-приёмники интегрированы практически во все современные микросхемы LTE и Wi-Fi. Это значит, что для приёма транслируемой через FM-подсадку информации, не нужно никакое дополнительное оборудование.
• Федеральная комиссия по связи позволяет маломощным FM-передатчикам работать с FM-диапазоном – без лицензирования.

Реальные примеры

Предметом гордости автора вышеупомянутой презентации являются следующие достижения:

• Запрограммировал умный плакат таким образом, чтобы он подсаживал рекламный аудио-трек на уже летящий по эфиру FM-сигнал. В результате чего радиоприёмники проезжающих мимо машин (естественно, если те включены и настроены на ту же волну, через которую осуществляется FM-подсадка) начинали проигрывать этот рекламный аудио-трек.
  

• Нашёл способ передавать через FM-подсадку контекстную рекламу в смартфоны прохожих.
  

Итак, на сегодняшний день уже существует техническая возможность превращать статические объекты городской инфраструктуры – в FM-радиостанции. Распространяемые ими сигналы могут использоваться в качестве несущих, – для коммуникаций, построенных на основе эффекта обратного рассеяния. Радиосигналы, передающиеся при таких коммуникациях могут быть декодированы любым FM-приёмником, в том числе теми, которые размещены в авто-магнитолах и смартфонах.

Пример такого аудиосигнала можно послушать здесь:

PS. Если кого-то интересуют технические подробности реализации механизма FM-подсадок и матчасть по обратному рассеянию, – читайте первоисточник. Там они приведены в изобилии.