UWB數(shù)字鑰匙比藍(lán)牙鑰匙好在哪？
UWB是Ultra Wide Band的縮寫，表示超寬帶，UWB技術(shù)是一種超寬帶無線載波通信技術(shù)。UWB并不算是一項新技術(shù)，它在1960年時就被提出，當(dāng)時主要用于軍事上的雷達系統(tǒng)。2007年，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO正式通過了MB-OFDM標(biāo)準(zhǔn)，這標(biāo)志著UWB技術(shù)的第一個國際標(biāo)準(zhǔn)誕生。UWB被大眾所了解，是2019年蘋果在iPhone 11系列上配備了這一技術(shù)。隨著技術(shù)的成熟，各種終端設(shè)備開始集成UWB通信功能，如筆記本電腦、移動電話和智能汽車等電子產(chǎn)品。汽車中，我們可以使用的無線通技術(shù)有很多，比如NFC、藍(lán)牙、WIFI等，為什么還要使用UWB技術(shù)呢？
1：UWB的特點
UWB從名字上就可以看出它的特點“超寬帶”，超寬帶到底有什么好處呢？在通訊與信號處理學(xué)科中，有一個重要的定律，叫做香農(nóng)定律，香農(nóng)定律的公式如下：
公式中的C為信道容量(b/s)，B為信道帶寬（Hz），S為信號功率（W），N為噪聲功率（W），S/N是信噪比，表示信號的相對強弱。由公式可以看出，在信噪比S/N一定的情況下，信道容量C和帶寬B成正比，也就是帶寬越大，信道容量越大，也就是速度越快。反過來，當(dāng)信道容量C一定的情況下，帶寬B越大，信噪比S/N可以越小，也就是說高帶寬可以容忍更大的干擾，所以具有很強的抗干擾性。UWB超寬帶中的“帶”有兩層含義，頻譜帶寬和射頻帶寬。頻譜帶寬就是指頻段，頻段是無線電波的一個特定頻率范圍，這個范圍被分配給無線通信使用，不同的無線通信技術(shù)使用不同的頻段，可以避免相互之間的干擾。
2：UWB的主要功能
UWB的功能主要有數(shù)據(jù)傳輸、雷達成像和測距定位三種功能。數(shù)據(jù)傳輸方面，由于WiFi和BLE技術(shù)應(yīng)用更為成熟，所以在汽車的無線通信中很少使用UWB技術(shù)。雷達成像方面，UWB雷達可利用無線信號的多普勒效應(yīng)，檢測周邊電磁環(huán)境的變化，通過電磁環(huán)境變化的特征，判斷是否存在運動或者活體呼吸。所以在車身域中可將UWB技術(shù)作為活體雷達和踢腳雷達使用，有效提升車輛安全性和便利性。測距定位方面，UWB憑借其厘米級的測距定位能力，得到了汽車行業(yè)的重視，從汽車數(shù)字鑰匙，到自主代客泊車（AVP，Automated Valet Parking）。目前各大手機廠商和主機廠以及產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的企業(yè)，都在瞄準(zhǔn)UWB測距定位方面的應(yīng)用去做相應(yīng)的創(chuàng)新。我們接下來主要介紹下數(shù)字鑰匙中使用的UWB測距定位原理。
UWB超寬帶除了信道容量大，速度快，抗干擾強。UWB超寬帶采用的脈沖寬度為納秒或微秒級以下，理論上可以獲得厘米甚至毫米級的測距精度，所以適合高精度的測距定位。UWB主要的定位技術(shù)有3種，TOF（到達時間）、TDOA（到達時間差）和PDOA/AOA（出發(fā)角與到達角），目前很多產(chǎn)品與方案會同時支持多種算法，可根據(jù)應(yīng)用場景進行靈活運用。
4：UWB與藍(lán)牙的區(qū)別
目前汽車中藍(lán)牙車鑰匙和NFC鑰匙已經(jīng)大規(guī)模應(yīng)用，那么UWB鑰匙與常見的藍(lán)牙鑰匙有什么區(qū)別呢？首先最大的區(qū)別就是UWB的精度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于藍(lán)牙技術(shù)；其次，UWB的數(shù)據(jù)傳輸延遲小，傳輸速率也高于藍(lán)牙技術(shù)；最后，UWB的抗多徑干擾能力比藍(lán)牙要強。雖然UWB相對藍(lán)牙技術(shù)的優(yōu)勢很明顯，但是UWB也有缺點，它的功耗比較高，成本也比較高。而藍(lán)牙技術(shù)應(yīng)用的時間早，技術(shù)相對成熟。目前，UWB數(shù)字鑰匙和藍(lán)牙鑰匙各有優(yōu)勢，分別適用于不同的應(yīng)用場景。所以UWB數(shù)字車鑰匙并不一定完全替代藍(lán)牙車鑰匙，這兩種技術(shù)在一段時間內(nèi)可能會共存，也可以根據(jù)具體需求和應(yīng)用場景以互補的方式應(yīng)用，下表是主要參數(shù)的對比。
5：小結(jié)
UWB超寬帶無線通信技術(shù)的特點是高精度、高安全性，其厘米級的定位精度優(yōu)勢更適合數(shù)字鑰匙的應(yīng)用。當(dāng)前它的成本和功耗比較高，可以結(jié)合NFC場景補充功能和藍(lán)牙技術(shù)低功耗功能使用。隨著技術(shù)的進步、功耗的降低、手機UWB的普及和成本的降低，UWB未來有望成為數(shù)字鑰匙主流技術(shù)趨勢。
來源：汽車電控知識
