UWB技术早就有了,早期成本较高,主要做室内高精度定位,应用单一,市场空间有限,自2020年IEEE 802.15.4z标准颁布,增强了安全测距(Secure Ranging)能力,引入了加密与随机数生成的加扰时间戳序列(STS,Scrambled Timestamp Sequence),有效抵御中继攻击和重放攻击。
2026年年初,UWB标准升级为IEEE802.15.4ab,将 UWB 的应用范围从传统的单一精确定位,扩展到三大领域:数据通信、精确定位(Ranging)以及雷达感测(Sensing)。 MMS(Multi-Millisecond,多毫秒)测距技术以及 NBA(Narrow-Band Assisted,窄带辅助)多毫秒测距机制通过结合窄带信道分流非核心数据/信令,极大地改善了链路预算(最高可提升约 20 dB),使视距(LOS)下的测距距离提升至最远 100 米,并显著改善非视距(NLOS)以及人体遮挡(如手机放在后口袋)等恶劣环境下的穿透与连接可靠性。支持高达 124.8 Mb/s 的数据传输速率(相比旧标准约 6.8 Mb/s 提升近 20 倍),同时保持极低的每比特能耗。可用于高吞吐量应用,例如音频/视频流传输、AR/VR 设备以及智能眼镜等。在 MAC 和 PHY 层引入了标准化的感测角色与操作模式、信道脉冲响应(CIR)报告机制、协同调度以及专用的感测帧格式。UWB将向蓝牙甚至WiFi发起挑战。
UWB最大优势是它的多路复用,它可以做数字钥匙,可以做车内感应,检测车内儿童遗留,可以做车外感应,例如尾门脚踢感应开门,可以做通信,与UWB基础设施基站通信,例如停车场无感无停留收费、高速公路无停留ETC。可以像超声波雷达一样测距,还有超声波雷达做不到的测障碍物高度和方向,测悬浮障碍物等等。也就是说它可以取代蓝牙和NFC数字钥匙、舱内60GHz儿童遗留检测雷达、舱内OMS摄像头、超声波雷达。
相比传统蓝牙和RFID(射频识别)技术在汽车门禁系统中的安全缺陷,UWB的纳秒级脉冲信号具备精准测距能力,可有效识别中继设备的信号延迟,结合动态加密技术彻底杜绝了信号重放与中继扩距的可能。UWB汽车数字钥匙在精确的距离感知下可以实现迎宾功能、唤醒功能和解锁功能,具体来看,UWB可以10~20米的区域实现迎宾功能。
UWB技术凭借其穿透性强、不受光线和遮挡影响等特性,在舱内活体检测领域展现出独特的优势。通过监测呼吸、心跳等生命体征信号,UWB技术可以应用于车内儿童监测、宠物逗留提醒、失明乘客辅助,还可以用于防止车辆被盗。
基于相干解调架构和测距算法,UWB雷达支持非接触式操作,如挥手控制车门、脚踢开后备箱等。同时,UWB雷达还可以检测车窗破损或非法进入的微小振动,结合生命体征检测降低误报率。
只要把车停在停车场入口即可,无需任何人工介入,车辆自动找寻停车位,自动出车。免去地下停车场停车、找车、出车的麻烦。
UWB简介
UWB最大的技术优势是抗干扰性强,安全性高。UWB采用跳时扩频信号,系统具有较大的处理增益,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 工作在远离传统通信系统所使用的频段,与常见无线通信技术的频谱相互独立,因此不易受到这些系统的干扰,同时也减少了自身信号被其他无线信号干扰的可能性。在复杂的电磁环境中,如工厂车间、城市建筑密集区等,UWB 技术仍能保持稳定的通信。UWB 信号一般把信号能量弥散在极宽的频带范围内,对一般通信系统而言相当于白噪声信号,并且大多数情况下,其功率谱密度低于自然的电子噪声,从电子噪声中将脉冲信号检测出来非常困难,采用编码对脉冲参数进行伪随机化后,脉冲的检测将更加困难;另一方面,作为通信系统的物理层技术具有天然的安全性能。想要截获UWB信号并攻击几乎是不可能的,而BLE和WiFi则非常容易。
UWB的优点
图片来源:NXP
NXP的数字钥匙3.0
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NXP Trimension系列UWB产品
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目前NXP差不多垄断车用UWB芯片,主要产品是NCJ29D5和NCJ29D6,后者集成了MCU和Flash。
NXP的车辆智能进入系统产品分布
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NXP的车辆智能进入系统产品未来还有更强大的NCJ29D8。
2026年8月,NXP宣布宝马将在其全系车型中部署Trimension NCJ29D6系列芯片。作为业界最全面的UWB产品组合的一部分,Trimension NCJ29D6是首款车规级单芯片UWB解决方案,将安全的高精度测距与强大的短距离雷达功能相结合,可实现生命体存在检测等重要安全应用。
驾驶员将受益于多项增强型安全功能的组合,例如生命体存在检测,这些功能可在车辆使用过程中提供持续支持。尽管系统提供辅助功能,驾驶员始终保持对车辆的完全控制权,并始终承担驾驶责任。除了潜在的安全增强功能外,UWB连接还可带来无缝便捷的体验。例如,基于UWB技术的宝马Digital Key Plus可使用智能手机或智能手表替代传统遥控钥匙。驾驶员无需手动操作,即可安全地自动解锁和锁定车辆,同时在靠近车辆时触发个性化体验,例如个性化灯光效果和迎宾动效。
NCJ29D6 版本
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NCJ29D6有多个版本,支持短程雷达是NCJ29D60HN,千片起单价10.34美元。
NCJ29D6内部框架图
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NCJ29D6采用1发2收设计,内部一应俱全,包括了eNVM即Flash、CAN-FD控制器、ARM内核MCU,雷达基频,电源管理。
NCJ29D6具体应用图
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一个做主锚点即Initator或叫tag,一个从锚点即Responder或叫Anchor,早期UWB是TOF测量距离,三角定位原理,需要5-8个锚点,近期多为AOA到达角度定位原理,需要锚点2-4个锚点。当然,锚点数越多,定位和测距精度就越高。
几种UWB锚点设置,主锚点推荐在车的内顶棚左右对称中轴线上,前锚点推荐装在内后视镜支架附近,也可以装在阅读灯、天窗开关附近;后锚点在后排头顶后方。从锚点设置在车外顶棚四角。
UWB在手机生态方面不用担心,iPhone从11开始全线搭载UWB芯片,高通从2024年Snapdragon 8 Elite全线搭载UWB功能,小米最积极,15S Pro/17 Pro/18 Pro系列全系支持。华为则支持度不高,只有Mate XT、Mate 70 RS系列支持。
UWB大潮已经到来,让我们拭目以待吧!
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