近日，加特兰今年推出的超宽带（Ultra-Wideband，UWB）SoC芯片——Dubhe CAL110X系列斩获“中国芯”优秀技术创新产品奖项。就在此前的9月份，加特兰发布了《IEEE 802.15.4ab标准下多毫秒UWB联合测距》白皮书（以下简称白皮书），显示出加特兰对于UWB技术的深入理解与积累。

随着多毫秒技术框架的提出，UWB在汽车领域当下的应用体验有望极大改善，同时也为UWB技术未来的应用开拓了崭新的想象空间。

不够准 不够远

汽车数字钥匙体验仍有潜力    

据了解，超宽带（UWB）为今年来兴起的一种短距离无线技术，UWB系统由于其大带宽，在测距方面的能力非常突出。正因为UWB技术先进的测距能力以及额外的感知和数据通信功能，UWB技术已成为精细测距应用的领先解决方案。回顾UWB技术的早期发展，智能手机领域的集成为推动UWB市场快速增长的关键驱动力。出色的测距、感知、安全能力，使UWB技术同样被汽车行业所重视，目前最为成熟的应用为汽车安全数字钥匙系统。

“当前汽车数字钥匙的应用开始逐渐普及。我们观察到，行业从最初将该项（UWB）技术装配在高端车型上，逐渐开始向中端车型推广。这是一个非常重要的技术趋势。”加特兰技术市场工程师李文正在接受《中国汽车报》记者采访时表示，“而且，这一趋势的演进速度是惊人的。根据一些行业分析，我们预计到2035年，UWB技术在汽车领域的渗透率将接近50%。”

虽然UWB技术已经率先在中高端车型上被采用，且由UWB技术所支撑的无感解锁、智能泊车等功能成为我国新能源智能网联汽车产品中广为被消费者赞誉的特性，但事实上，以数字汽车钥匙为例，其体验依然具有较大的提升空间。目前的汽车数字钥匙依然存在感知距离不够远、抗干扰能力相对较弱的问题，带给消费者的直观感受就是“罚站”——人已经到车前，未被有效识别，有时需要短暂等待，影响了“无感”体验。这样的体验带给消费者的体验并不完美，也客观反应了当下UWB技术所存在的痛点与挑战。

“我们归纳汽车数字钥匙这些问题背后的UWB技术问题，可以总结以下几点。一是目前的测距距离有限且不稳定。目前部分数字钥匙与汽车的稳定测距距离甚至仅在10m左右。二是环境适应性不佳，当钥匙放在口袋内、书包内等位置时，由于阻挡，识别效果会大打折扣；当车辆停放在大型停车场当中，尤其处于地下时，信号的干扰较强。三是测距的精度依然稍显不足。测距精度的不足，也对汽车数字钥匙的应用场景的便捷性产生较大的影响。”李文正告诉记者。

多毫秒

加特兰为UWB发展开出“药方”    

面对未来市场可能性与当下UWB技术痛点之间的鸿沟，加特兰发布的《IEEE 802.15.4ab标准下多毫秒UWB联合测距》白皮书无疑是基于自身对于UWB技术、对于通信技术的深厚积累与独到理解给出的精妙药方。

“我们将MMS UWB的关键技术原理进行精炼，其核心在于将一次瞬时的测距数据包交换，转换为一段持续多毫秒的信号传输与接收过程。这种方式不同于传统的单次握手，它允许通信双方在更长的时间窗口内累积信号能量并进行联合信号处理。”李文正告诉记者，“在这个核心原理下，我们需要关注两点，第一是分段，第二是CIR累积。”

据介绍，在多毫秒思路框架下，UWB测距信号被分割成多个短的MMS测距片段，即测距序列片段（RSF）和测距完整性片段（RIF），并在连续的一毫秒时隙内传输。这使得设备能够遵守每毫秒的功率规定，同时提高每个短MMS测距片段的传输能量。而通过接收器的CIR累积，能够有效提高信噪比（SNR），从而增强灵敏度。

通过MMS 联合测距，UWB技术表现将获得两方面的性能提升。其一是链路预算显著提升，即在符合法规发射功率限制的前提下，累积多个片段的能量，相当于提升了接收信号强度，可带来10-20dB的链路预算增益，从而将有效测距距离大幅延伸。其二则是多径分辨能力有效增强，即使部分片段因反射或遮挡而受损，通过合并处理所有片段的信道脉冲响应（CIR），系统能更精准地识别出真实的直接路径信号，提升复杂环境下的测距稳健性。

积极参与国际标准制定

UWB未来应用想象无限    

值得一提的是，基于即将发布的新一代UWB技术标准IEEE802.1.5.4ab，加特兰不仅仅提出了MMS UWB技术落地的框架，更给出了窄带辅助MMS UWB（NBA MMS UWB）、UWB驱动型MMS UWB、以BLE辅助MMS为重点的带外MMS UWB三种典型的MMS UWB的操作模式的技术特点分析，阐释了不同的产业化、商业化路径及优势。

窄带辅助MMS UWB利用独立的窄带（O-QPSK）信道进行会话控制与报告，UWB信道专用于MMS测距，可实现完整的MMS性能增益，窄带与UWB间有时钟同步优势，不过需要额外的窄带射频硬件。

UWB驱动型MMS UWB的控制、测距、报告阶段全部通过UWB信道完成，系统设计简单，无需引入额外硬件成本，但控制与报告阶段的链路预算受限，从而影响MMS UWB的整体增益。

以BLE辅助MMS为重点的带外MMS UWB则将控制与报告阶段卸载到蓝牙低功耗（BLE）连接完成，这得以使UWB信道专用于MMS测距，既能实现与NBA MMS相同的全链路预算增益，又充分利用了智能手机和车辆中已普及的BLE生态，无需新增硬件成本或面临新的频谱政策。

“我们认为BLE的MMS UWB应该具有非常良好的汽车产业应用前景。”基于对通信技术及汽车产业的理解，加特兰对UWB技术的未来严谨路径做出了果断的前瞻与预判，李文正表示，“首先，BLE方案能够充分发挥出MMS带来整体增益，让UWB的测距更远、更稳。在我们的实车测试验证中，稳定的测距距离直接提升到目前水平的4倍达到400m。其次，BLE的生态已经通过智能手机等消费电子设备实现了广泛普及，这就让基于此的MMS UWB水到渠成。同时BLE与UWB形成了在测距上的远、近双层测距、相互协同的关系。这些都让消费者更容易感知到技术的进展与迭代。第三，对于整车OEM而言，BLE方案几乎没有额外的硬件成本，也没有频谱政策的法规风险，对规模化、商业化而言带有天然优势。”

据了解，此次白皮书提出的MMS UWB技术基于正在草拟制定的IEEE 802.15.4ab国际标准所提出。作为中国产业链供应链企业的代表，加特兰在这一国际标准的制定中积极参与，做出了自己的贡献，有多条来自加特兰的建议被采纳接受，同时加特兰的工程师队伍中也有多位IEEE 802.15组织投票权成员。这也成为在中国新能源智能网联汽车不断发展壮大道路上，为世界汽车工业贡献中国智慧的最新典范。