UWB信道协调技术对联网汽车通信系统的影响分析

在汽车应用中，UWB已成为一项关键技术，尤其在实现安全数字钥匙和无源进入系统方面。随着UWB在汽车中的普及，频谱拥塞和干扰等挑战日益凸显。

UWB在联邦通信委员会（FCC）第15部分规定的授权和非授权频谱规则之外运行，并与包括6GHz频段Wi-Fi在内的其他无线技术共享频谱。随着UWB在汽车和依赖Wi-Fi的消费设备中的普及，其信号干扰的可能性也随之增加。

信号拥塞的潜在风险促使行业推动UWB信道协调，以容纳更多设备、减少干扰，并为未来部署做好准备。值得注意的是，此次努力由汽车制造商和一级供应商主导，通常行动较为迟缓的汽车行业，此次为手机厂商和其他消费电子制造商树立了榜样。

PART 01

信道扩展频道

尽管IEEE 802.15.4标准定义了16个UWB信道，但由于监管和其他限制，所有UWB通信实际上仅限于一个信道（信道9），该信道在8GHz频段运行。信道9在全球范围内可用，且不会与其他常见技术产生干扰。但随着部署规模的扩大，依赖单一信道会限制性能、增加设备干扰的可能性，并阻碍UWB的广泛普及。

为缓解这一问题，行业正在研究在更多信道上协调UWB支持，特别是信道10（约8.4GHz）和信道12（约9GHz）。这些信道在全球范围内广泛可用，频谱相对干净，预计将成为未来扩展的主要方向。其他信道，包括信道13至15，虽已定义，但由于路径损耗增加等因素，这些信道被认为不太适合低功耗UWB技术，因为它们会降低信号强度。

PART 02

UWB信道扩展对汽车行业意味着什么

对于汽车制造商和一级供应商而言，获得更多信道将支持汽车安全应用中更高的冗余度和灵活性。其中最突出的应用是数字车钥匙，UWB用于安全访问车辆。UWB的精确定位能力——精确到厘米级——有助于防止中继攻击，通过验证钥匙扣或智能手机是否实际靠近车辆。

其他加速对额外UWB信道需求的汽车行业应用包括：

1

儿童存在检测、安全带提醒和自动后备箱开启，这些功能均依赖UWB雷达来检测和定位物体和人员。

2

自主充电对齐，引导自动驾驶出租车和其他电动汽车精确对接充电站。

3

电池管理系统，UWB可替代笨重的线束，在电池单元之间传输数据，如充电状态和温度。

PART 03

汽车电子中UWB的测试要求

随着汽车行业对UWB的依赖增加，测试复杂度也在上升。与许多依赖通过/失败或“通行/禁止”测试的消费设备不同，汽车系统要求更严格的检查——特别是在射频物理层。

参数测试对于确保UWB设备在整个生命周期内（从研发和验证到大规模生产）符合质量、可靠性和监管标准至关重要。这包括以下指标：

1

多频段信号质量。

2

精确定位和雷达用例的时序精度。

3

多设备、多信道环境中的鲁棒性。

随着生产规模扩大，多设备测试效率变得至关重要。测试解决方案必须在成本和吞吐量之间取得平衡，同时保持严格公差，使原始设备制造商（OEM）能够每年处理数百万台设备，并仍满足汽车行业的质量标准。

测试方法还取决于所使用的集成模型。例如，如果一级供应商将芯片组供应商的芯片与其自身的前端和其他组件集成，则可能需要在模块或系统层面进行额外测试。相比之下，使用完全集成模块（可能仅需添加天线）可以减少测试负担，但仍需在车辆组装期间进行彻底验证。

随着UWB处于不断变化之中，还有必要使测试设备具备未来兼容性。LitePoint的系统已支持所有UWB信道，最高可达10.6GHz。

PART 04

UWB正成为汽车电子应用的标配

凭借出色的安全性、精确的定位和测量能力以及低功耗，UWB已证明自己是汽车行业的一项关键技术。随着应用数量的增加，信道扩展既是必要的也是不可避免的，以维持性能、最小化与其他UWB和Wi-Fi设备的干扰，并使部署能够满足预期需求。

对于汽车行业OEM和一级供应商而言，这意味着不仅要为更多信道做好准备，还要建立能够处理日益复杂的系统集成的全面测试协议。做好这一点将确保UWB在未来几年继续赋能安全、智能和功能丰富的汽车车辆。

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