UWB技术：未来无线通信技术的趋势

UWB技术最早应用于军事领域，主要应用于雷达技术逐渐转向民用领域。2002年，美国联邦通信委员会(FCC)批准UWB技术在民用领域的使用，标志着智UWB技术进入快速发展阶段。此后，国际电信联盟( ITu)和欧洲电信标准协会( ETSI )等组织开始制定相关的国际标准，为UWB技术的研发和应用奠定了基础。

而近年来，随着物联网和智能设备的快速发展，UWB技术开始应用于民用的新兴领域。如室内定位系统、汽车领域、消费电子等等。

所谓的UWB技术，即超宽带技术，是-种利用纳秒级窄脉冲发射无线信号的技术，具有高速率、低功耗、高精度定位等优势。与传统窄带和宽带技术相比，UWB技术拥有更宽的频谱范围，能够在保持低能耗的同时实现更高的数据传输率。

1   UWB的市场竞争优势与掣肘

UWB目前最主要的应用就是定位，是什么让UWB技术从传统诸如:蓝牙、WiFi、 RFID 定位技术之中脱颖而出呢?

最重要的就是相较于传统定位技术，UWB技术的定位精度更高，可以实现厘米级精度的定位，远高于蓝牙、WiFi等技术的定位精度，并可在室内、地下精准定位。比如蔚来手机就可以对每位车内乘员进行精确定位。恩UWB技术实现毫米级精准定位其他物品的能力。UWB技术的抗干扰性相较于传统定位系统更高。

UWB技术的抗干扰性相较于传统定位系统更高。UWB采用跳时扩频信号，系统具有较大的处理增益，在发射时将微弱的无线电脉冲信号分散在宽阔的频带中，输出功率甚至低于普通设备产生的噪声。接收时将信号能量还原出来，在解扩过程中产生扩频增益。

UWB技术的安全性也要更高一些。 UWB在信号中加入了安全时间戳，只有与接收端的滚码相匹配后，才能得到对应的时间戳，进而解锁车辆，极大地提升了防中继攻击能力;另外UWB能在30米范围内精确定位钥匙位置，如果ToF飞行时间过长，系统会判定车钥匙在不在有效范围内，让攻击者无法对系统进行欺骗。

尽管UWB定位技术能提供精准的位置信息，但它的信号频率较高且功率较低，导致其覆盖区域有限，更适合于对定位准确性有严格要求的场景。同时，与其他定位技术相比，UWB设备的成本也相对较高。据相关机构数据，目前市场UWB定位系统的价格大约是蓝牙设备的两倍。

2 UWB技术市场现状以及未来预测

UWB技术在全球市场上近年来取得了显著进步，尤其是在智能手机和个人电子设备广泛使用的背景下。2022年，UWB市场的收益已经达到了10亿美元的规模。方面的卓越性能，使其成为消费电子行业的重要竞争者。现如今的UWB市场正处于快速发展阶段，市场规模持续扩大，应用场景不断拓展。根据市场调研报告，2022年UWB市场规模已达到10亿美元，预计到2028年将增长至34.5亿美元，复合年增长率为17.37%。

而随着智能手机和其他电子设备的用户对低延迟无线连接的需求不断.上升，尤其是在观看在线视频和玩游戏等高带宽应用方面，UWB技术能够有效满足这些需求，并预计将在未来几年促进市场的进一步增长。数据显示，全球智能手机的订阅量在2018年约为50亿，预计到2027年将增至约70亿。

目前UWB技术产业链主要分为上游芯片供应商、中游方案商和下游终端应用三个环节。

UWB的产业链上游，主要包括提供芯片、分离元器件方案以及定位相关电子元器件的供应商。目前，UWB.上游的海外玩家包括: Qorvo、DecaWave、 恩智浦等。而国内UWB定位芯片市场的主要玩家包括浩云科技、精位科技、纽瑞芯等等。随着UWB技术的进步，关键在于实现核心元器件的标准化，以简化应用方案的关键在于实现核心元器件的标准化，以简化应用方案的开发。为了促进产业的繁荣，底层芯片的商业模式需要采取“低价走量”的策略；

产业链的中游环节是核心力量，涉及UWB模块制造商、基站与标签硬件供应商、综合技术供应商以及具备开发能力的系统集成商。这一环节的任务是将UWB技术从芯片转化为完整的产品和方案，并满足客户的具体需求，深入理解不同应用领域的特定需求。国内已有众多UWB企业参与其中，如清研讯科、润安科技、红点定位等。就现今的情况来看，中游环节的企业可以分为四类：传统定位技术企业、高校与科研机构衍生企业、看好UWB前景的创业者以及主营业务非定位的成，熟企业；

产业链的下游主要由UWB技术方案的最终用户组成，包括政府机构、国企和私企等。在下游，UWB技术主要应用于消费级市场的定位服务，例如：各种防丢失定位设备、汽车数字钥匙等等。在企业级市场，UWB技术则主要用于人员物品定位，支持实时监控、身份识别、险情监控、过程透明化和资产管理等。UWB技术的应用范围广泛,覆盖了仓储物流、制造业、发电厂、化工厂、隧道矿井、司法监狱、医院、养老院、贵重资产管理、电子围栏等多个领域。

图1 UWB市场的产业链

对于未来的市场前景，相关机构普遍的预测都是积极的。预计从2023年的15.5亿美元起，UWB市场的规模将扩大至2028年的34.5亿美元，预测期内的年复合增长率将达到17.37%。推动这一持续增长的主要因素包括全球IT行业的快速发展和无线传感器网络使用的增加。例如，全球在电信领域的投资在2022年约为1万亿美元，预计未来几年这一数字将继续上升。

图2 UWB市场未来趋势

3   汽车电子：UWB未来重要的增长市场

汽车数字钥匙作为智能手机与汽车智能融合的重要接入手段，其地位无可替代。无论是蓝牙、NFC还是UWB技术，都在这一-领域发挥着重要作用。

目前的汽车数字钥匙还是以蓝牙连接为主，根据高工智能汽车研究院监测数据显示，2023 年中国市场(不含进出口)乘用车前装标配数字钥匙交付704.30万辆，同比增长52.48%，搭载率升至33.35%，其中，蓝牙方案占比超过90%。相比而言，UWB方案在去年的前装标配交付仅为30.77万辆,蔚来、比亚迪、吉利(含极氟)、问界、小鹏是仅有为数不多已经上车的品牌。其市场占比仅为2.1%，由于UWB技术普遍成本高于传统技术，因此-般只有高端车型才配置。但随着技术的提升、相关法规的完善以及成本的下降，UWB数字钥匙的渗透率预计是稳步上涨的，预计在2027年超过50%，

图3 未来车用UWB市场将快速上升

除了汽车数字钥匙之外，利用车辆现有的超宽带(UWB)硬件，在未来还可能可以实现更多功能和更的是，车内活体检测、自动代客泊车(AVP)以及脚踢的是，车内活体检测、自动代客泊车( AVP)以及脚踢雷达感应等三大应用；

根据在2023年的开始启动的欧洲新车评估计划(E-NCAP)显示，未来开始把车内儿童存在检测(CPD)够探测到车内外的活动和物体，这不仅有助于防止儿童被遗忘在车内，还能在驾驶员昏迷或无法行动时，及时向车辆保护系统发出警报。不仅是紧急情况下的活体检测，UWB还能实现监测人类的呼吸频率，并通过特定的算法推测出被监测者的年龄段的功能。

而自动代客泊车(AVP)则是另外一个可能会在未来大规模普及的利用UWB技术的功能。UWB技术通过时间飞行测量法( TOF)能够精确地确定两个超宽带设备之间的距离以及物体在特定空间内的位置。通过点对点的快速车辆距离感应，在没有信号或信号较弱的地下停车场等地，与配备UWB的停车场系统连接，实现据我们了解目前市场上大多数的非接触式后备箱开

据我们了解目前市场上大多数的非接触式后备箱开启方案采用的是电容传感器或毫米波雷达技术。电容传感器虽然成本较低，但对电磁干扰较为敏感，容易出现误触发或失效;而毫米波雷达则能够有效检测到踢腿动作，且不受周围电磁环境和天气的影响，但其成本较高。这是就需要用到UWB技术的全向天线了，其具有极高的灵敏度，汽车制造商可以将UWB传感器安装在车内或车外的后备箱部分，利用其雷达功能实现非接触式后备箱开启。这种方案的稳定性优于电容传感器，成本低于毫米波雷达，且功耗更低。

此外，UWB技术在汽车上的应用还扩展到了无感支付、精确的无线充电，甚至在车对一切(V2X)的场景中，也可以使用UWB来检测与周围物体的距离，预防碰撞。可以预见，手机制造商和汽车主机厂将成为UWB生态系统的主要推动者。通过UWB技术实现人车互联，构建更厂泛的生态应用，为汽车用户带来更加安全和便捷的驾驶体验。

4   结束语

超宽带技术( UWB )作为-项新兴的无线通信技术，正以其独特的优势和广阔的应用前景，逐渐滲透到我们生活的方方面面。从最初的军事应用，到如今在消费电子、汽车、工业等领域崭露头角，UWB技术正以其精准定位、低功耗、高安全性等特点，引领着无线通信技术的革新。

回顾过去，展望未来，UWB技术的市场规模将持续扩大，应用场景不断拓展。随着物联网和智能设备的快速发展，UWB技术将在室内定位、汽车、工业自动化、医疗健康等领域得到更广泛的应用。预计未来几年，UWB市场规模将持续扩大，UWB 技术在汽车领域的应用将不断拓展，包括数字钥匙、车内活体检测、自动代建更加智能、便捷、安全的汽车生态系统。

总而言之，UWB技术正以其独特的优势和广阔的应用前景，逐渐成为无线通信技术的重要发展方向。未来，UWB技术将在更多领域得到应用，为我们的生活带来更多便利和惊喜。让我们共同期待，UWB技术在未来能够创造更加美好的未来!

（本文来源于《EEPW》202407）