许晖

许多人对于UWB（超宽带技术）的了解，大多是在去年水果手机的新品发布会。那枚代号为U1的芯片。其所承载的技术，与大陆近期所推出并将应用于宝马车辆上的智能手机钥匙如出一辙，正是本文所讲述的UWB（Ultra-Wide Band）超宽带技术。

命途多舛的UWB技术

UWB技术其实并不是一个全新的技术。其历史与发展，可能比同样作用于相同领域，其他技术历史更为久远。甚至从马可尼发明无线电的一刻开始，无线电脉冲信号就已经奠定了UWB技术的客观存在事实。从1960年概念提出到1973年被授予第一个应用专利。UWB技术在20世纪中叶的美国得到了长足的发展。1960年-1990年间，UWB技术受许可影响，集中应用在军事方面，兼顾了雷达定位与信息通讯功能。

1996年南加州大学建立了第一家UWB实验室，随后FCC（美国联邦通信委员会）开放了许可证，允许UWB技术在雷达、公共安全和数据通信应用之中广泛使用。正当大家认为UWB可以作为一种短距离通信技术开始商业应用时，却发现事情远没这么简单。UWB技术发展的初期，的确可以应用于传输“大量数据”，为此不少分析师认为，它在无线个人区域网（WPAN）市场中的商业发展前景广阔，特别适合如流媒体等数字家庭应用程序。

1.马可尼发明了无线电发射机

2.首臺无线电发射机

1.当年的技术联盟依然土崩瓦解

2.多个UWB接收器让定位更加精准

3.老式雷达结构

4.二战轰炸机所使用的H2S

但是长期以来的许可证限制，让消费者应用层等不及UWB技术商用，特别是UWB无法承诺其数据速率是否稳定与达标。随着技术发展，数据吞吐量需求不断增大，UWB作为数据传输功能越来越弱，反倒是如WIFI等技术日益成熟，竞争对手发展迅速。

可以说FCC许可证开放过晚、IEEE 标准化工作延误以及市场参与者之间的分歧，联手扼杀了UWB在无线通讯市场的竞争力。也直接导致了2009年，制定UWB技术标准的WiMedia关门大吉。这家由Alereon，CSR plc，奥林巴斯，三星和Wisair等多家公司联手，为推动UWB技术在个人计算机、消费电子、移动设备以及汽车领域商用的多媒体联盟最终解散，WiMedia所拥有的所有UWB技术规范全部转让其他机构，这其中最为著名的便是大家所熟知的蓝牙组织（SIG）与无线USB组织。

5.基于USB-IF的WiMedia超宽带和无线USB的产品

柳暗花明的UWB

多数情况下，就算被市场放弃的落伍甚至失败的技术标准，并不会立刻消亡，甚至可能会存在于，那些希望最终复活的孤立产品中得以永久续存。UWB技术正是如此，这种通过利用纳秒级，或者微纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据技术，之所以叫超宽带大家不妨“顾名思义” 一番。在整个无线电频域上，UWB“霸占”了从3.1GHz～10.6GHz的低频带宽，相对于GPS享有的1.6GHz ;PCS驻足的1.9GHz ;蓝牙和802.11b占据的2.4GHz以及802.11aWifi所盘踞的5.0GHz频段，UWB技术在频域分布上的确宽得离谱，并且与白噪声一样具有很低的功率谱密度。

尽管UWB在无线通讯商用市场已经无法与WIFI等技术分庭抗礼，但瘦死的骆驼总归比马大，别忘了UWB原本可是用于军事的，除了数据传输，高精定位功能同样拿得出手。更何况在民用领域。通常要求UWB信号的传输范围在10m以内，在经过修改的信道容量公式后，UWB可以用宽广的频率带宽，来换取高速的数据传输，实现500Mbit/s速率，这对于无需海量数据交换的应用场景极其适合。另外UWB并不单独占用已经拥挤不堪的频率资源，而是共享其他无线技术使用的频带，也让UWB可以减免来自于其他频段的信号干扰。

1.UWB可防止中继站攻击

2.如今UWB技术运用场景甚至拓展至火场救援

3.UWB所占的带宽十分宽广

4.基本UWB技术的智能手机钥匙有很多的应用场景

5.UWB接收器位置

6.大陆集团的进入系统已经成为UWB技术的有效应用

大陆集团研发的智能设备集成进入系统，正是精确地瞄准了这些特性，所推出的智能手机钥匙系统，得到了来自于欧亚三大全球车企订单。或许真正了解了UWB技术优点，以及优点之间环环相扣与相辅相成，大家就不会疑惑大陆集团为何在此时，依然选择跟进早就存在的智能钥匙领域。

首先极窄脉冲信号最直观的好处，就是拥有低功耗，这一几乎所有设备均为之青睐的特性。其次UWB技术所使用的的TOF（Time Of Fly）测距方式让其拥有卓越的抗“多路径”性能。众所周知，所有试图在室内进行精确定位的人，都无可避免需要解决多路径干扰的问题，也就是传输的信号在不同表面（例如墙壁，设备和人）等遮挡物上所引起的反射。例如在地下停车场之中，车辆、柱子和人会形成一个距离极短，远近不一的复杂多径信号反射面。窄带无线通信技术通常对处理这些纳秒级的时延信号会十分困难，而UWB 本身正是采用纳米级的时间弥散窄脉冲对信号进行传输，信号持续时间远小于多径传播的时延，所以多径反射的延时信号与直達的脉冲信号在时间上是可以被精确分离，不论信号强弱，只需要分辨到达时间最短信号即可，而伴随这个信号接收过程也就完成了对信号源的实时定位。

另外一个好处是极高的安全保障。UWB一般把信号能量弥散在极宽的频带范围内，近似于白噪声信号，且信号功率密度低于自然电子噪声。从电子噪声中分离脉冲信号本就非常困难，倘若信号伪随机化后，检测将更加困难。就算信号被截获，还有TOF时间戳鉴别作为最后的中继站攻击防线。极大增强了大陆智能手机钥匙的安全性。

大陆集团最新一代的数字密钥系统搭载UWB技术，可以为车主提供更多便利性和新功能。UWB和UWB低功耗蓝牙（UWB-BLE）收发器模块可支持获得授权的智能手机以高度的准确性在车内和车外进行定位。该解决方案的车载架构之中，还含有内置的硬件安全模块， 用于安全储存数字车辆密钥。只要授权的智能手机被准确定位，系统即可解锁车辆与启动引擎，无需掏出智能手机执行操作。这种精准定位更能支持运行各种以用户为中心的新功能，比如通过智能手机远程控制停车操作。

1.特有的接收方式让安全等级提升

2.UWB进入系统范围十分广阔

UWB还能用在哪里

大陆集团历来对于技术研发都有着严谨的思考和布局，新一代数字密钥系统仅仅是大陆集团针对车载应用场景的小范围着力，其实早在2016年，苹果、大陆、宝马和NXP 就展开合作，在苹果手机上面去实现数字钥匙。随着CCC联盟的成立，在不影响隐私安全的情况下，开始于全球范围内为各种各样的应用场景生产、分发、储存数字钥匙，让其形成国际化的标准。大陆基于UWB的精准定位特性，还为中继攻击防御、远程泊车、自动驾驶、微导航、以及增强现实制定了进一步的系统方案。同时基于UWB的反射模式特性，也同步布局了接近式感应门锁、车辆内部探测，甚至雨量感应以及其他近场感应功能上都出现了UWB技术的身影。如果说大陆各类车载应用场景已经属于UWB柳暗花明的实例。那么在更宽广的未来社会之中，针对该技术的拓展应用则应该视为UWB的发扬光大。因为凡是涉及到精准定位的场景需求，包括医疗、游戏、无人售货店等广泛民生领域，UWB都能游刃有余地为诸如智慧门禁、定位服务和设备间连通服务商等提供有力的支持。

3.车辆进入控制系统的发展路径

4.UWB技术让许多功能得到了更人性化的发挥

结语：

人類的科学技术发展历程上，总有着各种各样的神奇操作。科学技术发展的决定因素在于系统的开放性，内部源于人的需求、好奇与创造;外部则源于交流与竞争，当内外部交织缠绵于一体的时候，将会发生神奇的反应。正如柳暗花明的UWB超宽带技术，在大陆集团手中得以重新绽放。有时候不要以为技术已经过期，实际上只是我们的认识还不够全面而已。

对话大陆集团李平

汽车之友：大陆集团基于UWB 技术的进入系统解决方案，目前是否与国内主机厂有所接洽，而主机厂方面的反馈以及需求如果？

李平：大陆集团基于UWB技术的进入系统解决方案，的确已经与国内主机厂进行了有效的沟通与分享。从目前与各厂家的沟通来看，对于UWB技术的接受与否出现了两种反馈。其中部分主机厂认为目前仍找不到适当的理由，为旗下产品升级使用基于UWB技术的进入系统。他们认为尽管现阶段所通常使用的蓝牙技术在定位精度上仍有不足，部分甚至达到1米误差。但是从用户的使用感受来讲目前并未出现过大的不适感。为此尚未到需要额外增加成本以升级UWB技术;另外一种反馈则主要来自于国内需要涉及到出口成品的主机厂，他们本身也在关注，并且为UWB技术进行研发布局以及技术储备。因为他们认为自身产品的竞争力来源于技术生产力的迭代更新，既然UWB技术可以解决注定是绕不开法规，也就是防中继站攻击的法规。与其观望，倒不如正视并且及早接触、测试以及拥有UWB技术。

汽车之友：UWB技术从WiMedia联盟解散之后曾经沉沦了一段时间，现在对于UWB产业所重新出现的CCC 联盟和ICCE联盟，对该技术起到何种作用？大陆集团扮演何种角色？

李平：CCC是一家注册在美国波士顿的公司，成立于2017年，旨在对关于数字钥匙生态的应用场景进行标准化规范。这其中包括了如何分发密钥，如何存储密钥等标准化制定。譬如说在车库的应用场景之中，如何去延续、去除密钥等等，均作出了详细的对应标准。大陆集团从2016年开始与宝马合作开发相应场景应用。涵盖了CCC2.0到CCC3.0等具体技术和应用场景的规划。随后，大陆与宝马将其分享到联盟之中。就大陆集团而言，本身也非常希望参与到标准的制定之中。而对于联盟而言同样希望主机厂以及如大陆集团这样的Tier one企业利用多方智慧进行充分辩证。最后得出最为安全也最为优化的全球标准。ICCE则属于中国的智慧车联产业生态联盟，大陆集团同样属于会员之一，与CCC的目的一样，我们将积极参与其中，与国内的手机厂和主机厂共同努力，进行技术交流分享，并最终为消费者提供安全、便利的优化方案。

汽车之友：目前针对发达国家市场，譬如欧洲市场，对于UWB技术普及的看法如何。

李平：发达国家市场，正如你所提到的欧洲市场，因为其汽车历史较为久远，所以法律法规会存在更多的限制。比方说较为出名的就是针对中继站供给的测试场景，要求主机厂必须达到通过标准。当然这并不意味着车辆无法出售，但是可能会导致诸如保险费用对应提升等副作用，让产品的竞争力下降，为此，大部分主机厂都会重视如中继站攻击防御等法律法规所要求的测试。所以UWB 技术普及很多时候就此水到渠成了。

大陆集团工程技术中心进入系统亚洲区研发总监李平