超寬帶（UWB）是一種短距離無線通信技術(shù)，它使用非常寬的頻段通道（通常為500MHz寬），以實(shí)現(xiàn)安全、低功耗的通信。其突出特點(diǎn)是精確定位：通過計(jì)算信號傳播時(shí)間，精確測量兩個(gè)設(shè)備之間的距離。

在汽車應(yīng)用中，UWB已成為一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，尤其在實(shí)現(xiàn)安全數(shù)字鑰匙和無源進(jìn)入系統(tǒng)方面。隨著UWB在汽車中的普及，頻譜擁塞和干擾等挑戰(zhàn)日益凸顯。

UWB在聯(lián)邦通信委員會（FCC）第15部分規(guī)定的授權(quán)和非授權(quán)頻譜規(guī)則之外運(yùn)行，并與包括6GHz頻段Wi-Fi在內(nèi)的其他無線技術(shù)共享頻譜。隨著UWB在汽車和依賴Wi-Fi的消費(fèi)設(shè)備中的普及，其信號干擾的可能性也隨之增加。

信號擁塞的潛在風(fēng)險(xiǎn)促使行業(yè)推動(dòng)UWB信道協(xié)調(diào)，以容納更多設(shè)備、減少干擾，并為未來部署做好準(zhǔn)備。值得注意的是，此次努力由汽車制造商和一級供應(yīng)商主導(dǎo)，通常行動(dòng)較為遲緩的汽車行業(yè)，此次為手機(jī)廠商和其他消費(fèi)電子制造商樹立了榜樣。

PART 01信道擴(kuò)展頻道

盡管IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)定義了16個(gè)UWB信道，但由于監(jiān)管和其他限制，所有UWB通信實(shí)際上僅限于一個(gè)信道（信道9），該信道在8GHz頻段運(yùn)行。信道9在全球范圍內(nèi)可用，且不會與其他常見技術(shù)產(chǎn)生干擾。但隨著部署規(guī)模的擴(kuò)大，依賴單一信道會限制性能、增加設(shè)備干擾的可能性，并阻礙UWB的廣泛普及。

為緩解這一問題，行業(yè)正在研究在更多信道上協(xié)調(diào)UWB支持，特別是信道10（約8.4GHz）和信道12（約9GHz）。這些信道在全球范圍內(nèi)廣泛可用，頻譜相對干凈，預(yù)計(jì)將成為未來擴(kuò)展的主要方向。其他信道，包括信道13至15，雖已定義，但由于路徑損耗增加等因素，這些信道被認(rèn)為不太適合低功耗UWB技術(shù)，因?yàn)樗鼈儠档托盘枏?qiáng)度。

PART 02UWB信道擴(kuò)展對汽車行業(yè)意味著什么

對于汽車制造商和一級供應(yīng)商而言，獲得更多信道將支持汽車安全應(yīng)用中更高的冗余度和靈活性。其中最突出的應(yīng)用是數(shù)字車鑰匙，UWB用于安全訪問車輛。UWB的精確定位能力——精確到厘米級——有助于防止中繼攻擊，通過驗(yàn)證鑰匙扣或智能手機(jī)是否實(shí)際靠近車輛。

其他加速對額外UWB信道需求的汽車行業(yè)應(yīng)用包括：

1兒童存在檢測、安全帶提醒和自動(dòng)后備箱開啟，這些功能均依賴UWB雷達(dá)來檢測和定位物體和人員。

2自主充電對齊，引導(dǎo)自動(dòng)駕駛出租車和其他電動(dòng)汽車精確對接充電站。

3電池管理系統(tǒng)，UWB可替代笨重的線束，在電池單元之間傳輸數(shù)據(jù)，如充電狀態(tài)和溫度。

PART 03汽車電子中UWB的測試要求

隨著汽車行業(yè)對UWB的依賴增加，測試復(fù)雜度也在上升。與許多依賴通過/失敗或“通行/禁止”測試的消費(fèi)設(shè)備不同，汽車系統(tǒng)要求更嚴(yán)格的檢查——特別是在射頻物理層。

參數(shù)測試對于確保UWB設(shè)備在整個(gè)生命周期內(nèi)（從研發(fā)和驗(yàn)證到大規(guī)模生產(chǎn)）符合質(zhì)量、可靠性和監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)至關(guān)重要。這包括以下指標(biāo)：

1多頻段信號質(zhì)量。

2精確定位和雷達(dá)用例的時(shí)序精度。

3多設(shè)備、多信道環(huán)境中的魯棒性。

隨著生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大，多設(shè)備測試效率變得至關(guān)重要。測試解決方案必須在成本和吞吐量之間取得平衡，同時(shí)保持嚴(yán)格公差，使原始設(shè)備制造商（OEM）能夠每年處理數(shù)百萬臺設(shè)備，并仍滿足汽車行業(yè)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

測試方法還取決于所使用的集成模型。例如，如果一級供應(yīng)商將芯片組供應(yīng)商的芯片與其自身的前端和其他組件集成，則可能需要在模塊或系統(tǒng)層面進(jìn)行額外測試。相比之下，使用完全集成模塊（可能僅需添加天線）可以減少測試負(fù)擔(dān)，但仍需在車輛組裝期間進(jìn)行徹底驗(yàn)證。

隨著UWB處于不斷變化之中，還有必要使測試設(shè)備具備未來兼容性。LitePoint的系統(tǒng)已支持所有UWB信道，最高可達(dá)10.6GHz。

PART 04UWB正成為汽車電子應(yīng)用的標(biāo)配

憑借出色的安全性、精確的定位和測量能力以及低功耗，UWB已證明自己是汽車行業(yè)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。隨著應(yīng)用數(shù)量的增加，信道擴(kuò)展既是必要的也是不可避免的，以維持性能、最小化與其他UWB和Wi-Fi設(shè)備的干擾，并使部署能夠滿足預(yù)期需求。

對于汽車行業(yè)OEM和一級供應(yīng)商而言，這意味著不僅要為更多信道做好準(zhǔn)備，還要建立能夠處理日益復(fù)雜的系統(tǒng)集成的全面測試協(xié)議。做好這一點(diǎn)將確保UWB在未來幾年繼續(xù)賦能安全、智能和功能豐富的汽車車輛。