UWB賦予智能座艙新體驗(yàn)

2020 年6 月， 蘋果聯(lián)合寶馬共同發(fā)布了數(shù)字車鑰匙，利用iPhone 手機(jī)中的NFC 芯片，靠近門把手即可解鎖車門，在車內(nèi)的無線充電區(qū)域感應(yīng)后即可發(fā)動(dòng)車輛。當(dāng)時(shí)，蘋果預(yù)告，利用iPhone 手機(jī)中的超寬帶（UWB）U1 芯片，車主不用掏出手機(jī)也能解鎖車門。

今年早些時(shí)候，寶馬發(fā)布了新一代iDrive 智能化系統(tǒng)，就用到了UWB 技術(shù)，是業(yè)內(nèi)率先支持UWB 車鑰匙的車企。只要駕駛員靠近車門，不用掏出手機(jī)就能解鎖車輛，徹底拋棄傳統(tǒng)實(shí)體車鑰匙，且比藍(lán)牙和NFC 方案具有更強(qiáng)的便捷性。利用UWB 技術(shù)解鎖車門時(shí)，會(huì)在車主靠近車輛時(shí)計(jì)算實(shí)時(shí)距離，并根據(jù)車主偏好打開車內(nèi)的空調(diào)/ 座椅通風(fēng)加熱/ 方向盤加熱等功能，這就增加了駕駛的舒適性。

Qorvo 超寬帶(UWB)事業(yè)部 高級(jí)銷售經(jīng)理 Jessica Zhou

UWB 技術(shù)在汽車上可有多種應(yīng)用，除了開車門，還能在車內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)乘員的探測，防止車主因?yàn)榇中拇笠獍研『ⅰ櫸镦i在車內(nèi)。在后備箱安裝UWB，可以根據(jù)距離信息自動(dòng)開啟后備箱門，也可以單獨(dú)分享給快遞員開啟后備箱。另外，還可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)泊車、免下車支付等功能。

UWB 技術(shù)是通過計(jì)算發(fā)射裝置和接收裝置之間的距離判斷二者相對(duì)位置。發(fā)射裝置會(huì)將包含時(shí)間戳的信號(hào)發(fā)射出去，接收器收到首先到達(dá)的信號(hào)，判斷為二者之間的直線距離，通過發(fā)射內(nèi)容中包含的時(shí)間信息，就能算出飛行時(shí)間（ToF），進(jìn)而計(jì)算出飛行距離，實(shí)現(xiàn)精確定位。傳統(tǒng)RFID 車鑰匙則不是采用這種方法，而是根據(jù)射頻信號(hào)強(qiáng)弱判斷“距離”，射頻信號(hào)越弱，則判斷距離越遠(yuǎn)，射頻信號(hào)越強(qiáng)，則判斷距離越近。

相對(duì)于RFID 和藍(lán)牙技術(shù)，UWB 測量距離的精確度更高，可以達(dá)到厘米級(jí)（10 cm 左右）。此外，UWB技術(shù)具有極高的時(shí)間分辨率。UWB 的抗干擾性能很強(qiáng)。藍(lán)牙與WiFi 使用頻段為2.4 GHz，易受外界干擾（例如，微波爐也是2.4 GHz）。UWB 常用頻段為是6.5 G 和8 G，不易受外界干擾。而且UWB 的時(shí)間戳極為精確，可以做到抗多徑干擾。

安全性方面，藍(lán)牙與WiFi 容易受到中繼站攻擊，而UWB 具備中繼攻擊保護(hù)能力，這主要得益于其精確計(jì)算實(shí)際物理距離的特性，如果芯片判斷飛行時(shí)間過長，直接判定車鑰匙不在有效范圍內(nèi)，即便放大信號(hào)干擾，也無法開啟車門，攻擊者無法對(duì)其進(jìn)行欺騙。

預(yù)計(jì)全球UWB 設(shè)備市場規(guī)模在2021 年將達(dá)到2億多臺(tái)，到2027 年將超過12 億臺(tái)。除了智能手機(jī)之外，汽車是UWB 應(yīng)用的另一大市場，今后幾年，每輛車的UWB 采用率將逐步提高，預(yù)計(jì)2025 年將占汽車市場總量的15%，2027 年將增加到23.3%。目前，研發(fā)車用UWB 芯片的廠商主要有NXP、高通、Qorvo 和蘋果等。

Qorvo 研究UWB 已有多年，非?？春肬WB 的應(yīng)用前景。為了進(jìn)一步提升在這一領(lǐng)域的技術(shù)水平，2020 年初，Qorvo 收購了愛爾蘭的Decawave，后者擁有多年的專業(yè)技術(shù)積累，在2013 年就推出了第一款UWB 定位芯片DW1000，是全球最早研發(fā)UWB 產(chǎn)品的公司，并于2017 年首次將UWB 技術(shù)應(yīng)用在捷豹汽車?yán)?，是?jīng)過市場驗(yàn)證的可靠方案。目前Qorvo 的硬件和軟件解決方案符合IEEE 802.15.4a/z 和FiRa 聯(lián)盟的 PHY 與MAC 規(guī)范。Qorvo 最新的UWB 芯片代表是DW3000 系列，今年6 月，該公司宣布其支持與iPhone 和Apple Watch 中U1 芯片互操作，符合2021 年蘋果全球開發(fā)人員大會(huì)上公布的新Nearby Interaction 協(xié)議規(guī)范草案要求。這種兼容性將使開發(fā)人員能夠根據(jù)相對(duì)于配備U1 的iPhone 或Apple Watch 的位置、距離和方向輕松評(píng)估新的應(yīng)用，這為UWB 技術(shù)在汽車上的應(yīng)用提供了更多可能性。

（本文來源于《電子產(chǎn)品世界》雜志2021年8月期）