【導讀】翹首已久的UWB新國標終于落地了，這一舉措將大大加速UWB生態(tài)的繁榮發(fā)展。相較此前的藍牙、WiFi等無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，在新國標的指引下，一個(gè)由中國培育的UWB生態(tài)鏈將逐漸壯大，并引領(lǐng)全球產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，真正實(shí)現“立足中國，引領(lǐng)世界”的目標。
翹首已久的UWB新國標終于落地了，這一舉措將大大加速UWB生態(tài)的繁榮發(fā)展。相較此前的藍牙、WiFi等無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，在新國標的指引下，一個(gè)由中國培育的UWB生態(tài)鏈將逐漸壯大，并引領(lǐng)全球產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，真正實(shí)現“立足中國，引領(lǐng)世界”的目標。
2024年4月29日，國家工業(yè)與信息化部發(fā)布了《超寬帶（UWB）設備無(wú)線(xiàn)電管理暫行規定》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)新版《規定》），正式確定了超寬帶UWB無(wú)線(xiàn)電發(fā)射設備的射頻技術(shù)要求。隨著(zhù)新規的發(fā)布，涉及UWB新技術(shù)與新設備的中國標準討論終于有了明確方向！新版《規定》正式開(kāi)放了7163MHz至8812MHz的頻率范圍用于UWB技術(shù)與設備的開(kāi)發(fā)，且信號帶寬不少于500MHz，主要應用于短距離高速無(wú)線(xiàn)數據通信、定位、測距和感知等領(lǐng)域。
那么，相較以往的UWB國家標準，新版《規定》進(jìn)行了哪些修改和調整呢？在標準形成過(guò)程中經(jīng)歷了哪些探索？與國外UWB標準相比又有何創(chuàng )新與前瞻之處？本文將對此進(jìn)行詳細解讀，為您展示新《規定》中所蘊含的深刻信息（文本約5千字，閱讀時(shí)間約18分鐘）。
解讀提綱：
oUWB國家標準經(jīng)歷了怎樣的前世今生？
o新版《規定》到底支持哪些UWB信道？
o新版《規定》對UWB技術(shù)是限制？還是鼓勵？
o新版《規定》為何旗幟鮮明地支持UWB大帶寬模式？
o為什么說(shuō)新版《規定》“立足中國，引領(lǐng)世界”？
解讀一：UWB國家標準經(jīng)歷了怎樣的前世今生？
眾所周知，無(wú)線(xiàn)通信的頻譜資源是一個(gè)國家和地區最重要的戰略資源之一。而一項國家標準的確定，既要基于現有技術(shù)情況，也要考慮未來(lái)的發(fā)展；既要符合國際通行規則，讓產(chǎn)品或服務(wù)便于參與全球市場(chǎng)的角逐，也要考慮國內的特殊情況和需求。
歷經(jīng)多年發(fā)展，UWB超寬帶通信定位技術(shù)已經(jīng)從小眾的工業(yè)應用逐漸發(fā)展成為大眾消費領(lǐng)域的標準化平臺技術(shù)，涵蓋手機、汽車(chē)、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域。UWB無(wú)線(xiàn)通信的允許使用頻段必須同時(shí)滿(mǎn)足兩方面的要求，即UWB技術(shù)行業(yè)發(fā)展需求和國家政府的頻率技術(shù)規范。
國際學(xué)術(shù)委員會(huì )（例如IEEE 802．15．4標準化工作組）以及各個(gè)行業(yè)標準化協(xié)會(huì )（例如FiRa聯(lián)盟，CCC車(chē)聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟，ICCE智慧車(chē)聯(lián)產(chǎn)業(yè)生態(tài)聯(lián)盟，ICCOA智能車(chē)聯(lián)開(kāi)放聯(lián)盟等）對UWB技術(shù)，特別是物理層（PHY）中UWB信號的頻率范圍都有相應的技術(shù)標準和使用規范。但最終的發(fā)射頻率范圍需要符合國家標準規定。
為了更好地適應技術(shù)發(fā)展趨勢和產(chǎn)業(yè)需求的變化，UWB國家標準先后歷經(jīng)數次調整。
早在2008年12月，工信部頒布了《超寬帶（UWB）技術(shù)頻率使用規定》【1】。然而，當時(shí)UWB技術(shù)主要局限于工業(yè)級應用，其定位測距和感知功能尚未標準化。
近年來(lái)，隨著(zhù)UWB等無(wú)線(xiàn)電技術(shù)的發(fā)展，上述規定已經(jīng)不能完全適應技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和管理需求。因此，2023年1月，工信部發(fā)布了《超寬帶（UWB）設備無(wú)線(xiàn)電管理規定（征求意見(jiàn)稿）》【2】，對UWB、發(fā)射功率以及限值等多個(gè)參數進(jìn)行了調整。其中最為顯著(zhù)的變化是將UWB允許工作頻率限制在7235MHz至8750MHz之間。
圖1 UWB無(wú)線(xiàn)電發(fā)射設備射頻技術(shù)國家標準演進(jìn)歷程與參數對比
2023年8月，工信部向世界貿易組織（WTO）發(fā)布了《超寬帶（UWB）設備無(wú)線(xiàn)電管理規定》的技術(shù)性貿易壁壘通報【3】，更廣泛地調研與征集國內外有關(guān)UWB技術(shù)管理的意見(jiàn)與反饋。這一版本在2023年1月版的征求意見(jiàn)稿的基礎上，適當放寬了對UWB工作頻率的限制，修改后的允許工作頻率為7163MHz至8812MHz之間。然而，該版本引入了一個(gè)新的限制條件，即UWB信號帶寬（－10dB帶寬）不應超過(guò)650MHz。
經(jīng)過(guò)長(cháng)達一年多的意見(jiàn)征集與斟酌，2024年4月，工信部發(fā)布了最終版本的《超寬帶（UWB）設備無(wú)線(xiàn)電管理暫行規定》【4】，明確刪除了早前版本中關(guān)于信號帶寬650MHz上限的描述。同時(shí)，UWB允許使用頻率范圍維持在7163MHz至8812MHz之間。新版《規定》還明確了生效時(shí)限，即從2025年8月1日起，UWB設備需遵守新版《規定》。圖1展示了UWB無(wú)線(xiàn)電發(fā)射設備國家標準的演進(jìn)歷程，并對一些關(guān)鍵參數進(jìn)行了對比，其中紅色背景數據為較前一版本修改過(guò)的內容。
解讀二：新版《規定》到底支持哪些UWB信道？
UWB作為一種無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，其信道定義通常采用IEEE 802．15．4協(xié)議對UWB技術(shù)物理層的定義。根據這一定義，UWB信道通常包括信道1到信道15，覆蓋的中心頻率范圍大致從約3．5GHz到約9．5GHz。每個(gè)UWB信道的信號帶寬不盡相同，大多數信道的信號帶寬約為500MHz，而信道4、信道7、信道11和信道15則屬于大帶寬模式，分別支持1331MHz、1082MHz、1331MHz和1355MHz的帶寬。新版《規定》明確支持使用信道8、9、10和11，其中信道11是帶寬為1331MHz的大帶寬模式。
圖2展示了UWB國家標準在各個(gè)階段對UWB信道的支持情況。2008年版的規定原則上可以支持從信道5到信道11的7個(gè)信道，但由于當時(shí)UWB技術(shù)與設備尚未普及，實(shí)際上沒(méi)有太多產(chǎn)品使用這些頻段。在某些工業(yè)應用中，例如煤礦巷道內的人員設備監測等，通信定位往往在相對封閉的特殊區域進(jìn)行，這些場(chǎng)景多使用信道2，且發(fā)射功率限值并未完全符合當時(shí)的管理規定。
圖2 UWB國家標準支持信道情況及演進(jìn)歷程
新版《規定》對UWB信道的支持進(jìn)行了篩選，在滿(mǎn)足發(fā)射功率譜密度限制的情況下，支持8、9、10和11這4個(gè)UWB信道。值得注意的是，在新版《規定》的制定過(guò)程中，對是否支持大帶寬模式（信道11）進(jìn)行了多次探討，也是標準迭代過(guò)程中的關(guān)鍵焦點(diǎn)。從表中可以看出，2023年8月WTO征求意見(jiàn)稿中增加了650MHz的UWB帶寬上限這一限制，禁止了信道11在中國的使用。然而，2024年新版《規定》一錘定音，最終明確支持信道11的大帶寬模式。
圖3則描述了新版《規定》的UWB發(fā)射功率譜密度限值與IEEE 802．15．4協(xié)議族定義的UWB信道功率譜掩膜的對比。從圖中可以看出，新版《規定》完全支持了信道8、9、10和11在UWB帶內（－10dB帶寬）的頻譜使用，但在發(fā)射帶外對發(fā)射功率譜密度進(jìn)行了相對更嚴格的限制。這也提出了更高的射頻技術(shù)要求，適用于即將進(jìn)入中國市場(chǎng)的UWB設備。
圖3 新版《規定》UWB發(fā)射功率譜密度限值與IEEE 802．15．4協(xié)議族定義的UWB信道功率譜掩膜對比
解讀三：新版《規定》對UWB技術(shù)是限制？還是鼓勵？
目前，業(yè)內對工信部發(fā)布的新版《規定》存在一些誤解的聲音，認為新的國家標準限制了UWB技術(shù)的使用范圍，從而阻礙了其發(fā)展。產(chǎn)生這種誤解的部分原因在于，目前市場(chǎng)上一些UWB設備或產(chǎn)品僅支持信道5（中心頻率約6．5GHz），因此在2025年8月之后可能無(wú)法在中國市場(chǎng)上合規銷(xiāo)售，從而引發(fā)了對新版《規定》的質(zhì)疑。
事實(shí)上，明確劃分并高效利用珍貴的頻譜資源，是對技術(shù)和市場(chǎng)負責的舉措。隨著(zhù)5G／6G技術(shù)的不斷發(fā)展，中頻段的頻譜資源已成為5G／6G系統中稀缺的“黃金資源”。我國在《中華人民共和國無(wú)線(xiàn)電頻率劃分規定》（2023年版）中首次將6425～7125MHz頻段劃分用于5G／6G系統。由于新引入的5G／6G系統與現有UWB設備之間難以實(shí)現同頻兼容，因此需要對UWB設備的使用頻率進(jìn)行相應調整，以便更好地協(xié)調5G／6G和UWB等相關(guān)無(wú)線(xiàn)電應用的發(fā)展。
另一方面，盡管新版《規定》相較2008年的版本，在表面上看似減少了對UWB信道的支持，但目前市場(chǎng)上絕大多數UWB產(chǎn)品和設備只支持信道5或信道9，并沒(méi)有充分利用其他UWB可用信道頻率。對于新版《規定》明確支持的信道8、10和11，目前市場(chǎng)上尚缺乏相關(guān)的產(chǎn)品和應用來(lái)充分利用這些頻段。因此，新版《規定》著(zhù)眼于后續發(fā)展的需求，為UWB技術(shù)的升級和應用推廣提供了廣闊的市場(chǎng)空間，同時(shí)也為相關(guān)政策提供了有力的依據。對于中國廣大應用方案商和芯片廠(chǎng)商而言是重大利好，意味著(zhù)新的機會(huì )和藍海市場(chǎng)。
解讀四：新版《規定》為何旗幟鮮明地支持UWB大帶寬模式？
在新版《規定》出臺過(guò)程中，UWB頻率使用范圍的更新始終是業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。最終版的《規定》相比于2023年1月征求意見(jiàn)稿，適當放寬了頻率使用范圍，并且去掉了2023年8月WTO征求意見(jiàn)稿中對650MHz帶寬的上限限制。在最終發(fā)布的新版管理規定中，保留了信道11這個(gè)大帶寬模式選項，從多個(gè)方面考慮，這樣的選擇具有積極意義。
1． 1．大帶寬模式可以帶來(lái)顯著(zhù)的性能提升
理論研究表明，增加UWB信號帶寬能夠顯著(zhù)提高測距精度。UWB技術(shù)的測距原理基于測量脈沖信號的飛行時(shí)間。較窄的脈沖信號有利于精確測量信號之間的時(shí)間信息，而這意味著(zhù)更大的信號帶寬（圖4）。
實(shí)際測試顯示，使用大帶寬模式（如信道11）可以將定位精度從大于3厘米提升到1厘米以?xún)?。這種顯著(zhù)提升完全符合國家信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，并得到了多家知名頭部客戶(hù)的認可，在多個(gè)新產(chǎn)品和新場(chǎng)景中得到廣泛應用。除了測距定位，UWB技術(shù)的另一個(gè)主要應用是雷達感知功能。目前，這項功能已經(jīng)在以汽車(chē)電子為代表的應用場(chǎng)景中呈現爆發(fā)式增長(cháng)。增大UWB信號帶寬可以顯著(zhù)提升其雷達感知功能。當UWB脈沖具有更大的帶寬時(shí)，其脈沖寬度會(huì )更窄。雷達工作時(shí)，發(fā)射波泄漏與物體反射回波在時(shí)間上的重疊變少，因此可以提高脈沖的時(shí)間分辨能力，從而減小了雷達盲區。另一方面，使用大帶寬模式可以提高雷達的抗干擾能力， 因為UWB雷達發(fā)射脈沖寬度變小，則發(fā)射持續時(shí)間變短，可以有效降低碰撞的概率。無(wú)論是測距定位還是雷達功能，大帶寬模式都能夠提高系統的信噪比。根據新版《規定》，UWB發(fā)射時(shí)的等效全向輻射功率譜密度為－41dBm／MHz。隨著(zhù)帶寬增大，單位時(shí)間內允許的發(fā)射信號總能量也相應提高。例如，1331MHz大帶寬UWB信號，其最大合規發(fā)射功率是500MHz帶寬UWB信號的2．6倍（提高4．3dB），這將大大提高通信或雷達的覆蓋距離。
圖4 大帶寬UWB信號具有更窄的脈沖可以提高測距精度
值得一提的是，大帶寬信道11的中心頻率與信道9完全重合（約8GHz），調制與編碼方式也完全一致。因此在應用端，使用信道11的UWB設備可以和使用信道9的UWB設備互聯(lián)互通互操作。這非常有助于應用方案升級，用戶(hù)可根據產(chǎn)品需求靈活選取UWB硬件設備。盡管大帶寬模式對芯片設計帶來(lái)了挑戰，但通過(guò)可重構化的架構與核心模塊復用的設計方法，實(shí)踐證明，支持信道11并未明顯增加芯片面積和功耗，設計的收益遠遠大于設計成本。下圖總結了使用大帶寬信道11和使用500MHz帶寬的系統性能對比。
圖5 大帶寬模式相比500MHz帶寬模式帶來(lái)的性能提升
1． 2．大帶寬模式為發(fā)揮國產(chǎn)芯片性能優(yōu)勢提供了空間
目前，雖然國際UWB標準協(xié)議及主要國家和地區的管制規范中沒(méi)有規定UWB帶寬上限，但國際競品中少有產(chǎn)品支持大帶寬模式。這是因為支持大帶寬模式的情況下，在芯片設計和方案開(kāi)發(fā)上存在較大技術(shù)挑戰。即便是國外主流的UWB芯片廠(chǎng)商，其產(chǎn)品基本只支持500MHz的UWB信道（如信道9），并不支持信道11的大帶寬模式。另一方面，隨著(zhù)UWB技術(shù)標準的不斷完善，國內外芯片技術(shù)之間的代際差異并不明顯，這為國產(chǎn)芯片在本土市場(chǎng)立足提供了機遇，有機會(huì )實(shí)現彎道超車(chē)。令人振奮的是，以紐瑞芯科技為代表的國產(chǎn)芯片團隊在這一領(lǐng)域取得了重大突破，成功研發(fā)出支持大帶寬模式的UWB定位通信芯片，其測距精度和測角精度（AoA）已經(jīng)達到遠遠小于1厘米和遠遠小于1度的高精度性能。圖6展示了國內外具有代表意義的UWB芯片對于支持信道情況的對比，其中國產(chǎn)紐瑞芯科技的UWB系列芯片全線(xiàn)支持新版《規定》中的大帶寬信道11。這足以說(shuō)明，立足于中國市場(chǎng)，尊重中國客戶(hù)，走自主創(chuàng )新之路，以紐瑞芯科技為代表的國產(chǎn)芯片團隊具備了與歐美芯片直接競爭的實(shí)力，并且能夠在一些關(guān)鍵性能參數上超越國際競品，做出中國特色。
圖6 國內外代表性UWB芯片支持信道參數對比
1． 3．大帶寬模式為發(fā)揮國產(chǎn)UWB方案優(yōu)勢提供了空間
隨著(zhù)我國無(wú)線(xiàn)通信事業(yè)的高速發(fā)展，UWB技術(shù)在國內市場(chǎng)前景廣闊。國內主要頭部方案商和設備商，包括手機終端、汽車(chē)電子、物聯(lián)網(wǎng)等多個(gè)領(lǐng)域，開(kāi)始充分利用大帶寬模式帶來(lái)的性能優(yōu)勢和應用潛力，不斷提高產(chǎn)品的國際競爭力。這些企業(yè)立足中國市場(chǎng)，利用UWB超高精度定位測距和雷達感知帶來(lái)的新場(chǎng)景和新應用，為消費者提供更為豐富的用戶(hù)體驗。
解讀五：為什么說(shuō)新版《規定》“立足中國，引領(lǐng)世界”？UWB技術(shù)作為當下備受矚目的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)之一，各國紛紛出臺相應的發(fā)射管制標準。圖7對主要國家和地區標準支持的UWB信道進(jìn)行了對比，顯示美國FCC標準限制最少，而歐洲和日本標準則對UWB頻率使用有不同程度的限制?？梢钥吹?，信道9、10和11作為所有標準均支持的信道，將成為國際上UWB產(chǎn)品的主流。
圖7 主要國家和地區對UWB信道的支持對比
同時(shí)，回顧我國工業(yè)和信息化部新版《規定》的演進(jìn)歷程，可以看出中國的標準充分考慮了中國市場(chǎng)和用戶(hù)的實(shí)際需求。一方面，考慮到與5G／6G通信的未來(lái)共存發(fā)展，新版《規定》避開(kāi)了7GHz以?xún)容^為擁擠的頻段。另一方面，為了保障UWB技術(shù)的充分發(fā)展，特別開(kāi)放了從7163到8812MHz近1．6GHz的一整段連續頻段。這種合理的頻率資源配置能夠為UWB應用提供充足的發(fā)展空間。尤其是對大帶寬的支持，突顯了中國應用方案商和芯片供應商在UWB技術(shù)上開(kāi)始具備與國外優(yōu)勢方案與芯片直接競爭的實(shí)力。如今，中國已經(jīng)是全球規模最大的移動(dòng)通信市場(chǎng)，國內的需求也在很大程度上代表著(zhù)全球的需求?；仡櫼酝亩叹嚯x無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，如藍牙、WiFi等，其應用設備與芯片的規格往往先滿(mǎn)足歐美等發(fā)達國家的需求，之后再普及到全球市場(chǎng)。而UWB技術(shù)有望扭轉這一發(fā)展路徑，很可能會(huì )在中國催生新的生態(tài)鏈，進(jìn)而引領(lǐng)全球市場(chǎng)。因此，在這樣的發(fā)展趨勢下，應用設備與芯片的規格需要優(yōu)先考慮中國客戶(hù)的需求。同時(shí)，一流的企業(yè)引領(lǐng)標準，中國的芯片公司和方案公司也能在這個(gè)新興賽道上，一改以往跟隨國外公司腳步的局面，肩負起引領(lǐng)技術(shù)發(fā)展的責任。盡管在新版《規定》的要求下，一些現有的UWB設備不得不進(jìn)行更新?lián)Q代和技術(shù)升級，但優(yōu)秀的標準總是具有前瞻性的。新版《規定》的出臺推動(dòng)了UWB技術(shù)產(chǎn)業(yè)的升級，淘汰了落后的、不具備競爭力的設備，引領(lǐng)了具有中國特色的新應用和新生態(tài)。從長(cháng)遠來(lái)看，這將是中國制造業(yè)升級的必經(jīng)之路。
參考文獻：
http：／／www．srrc．org．cn／srrc／Upload／工信部無(wú)［2008］354關(guān)于發(fā)布超寬帶（UWB）技術(shù)頻率使用規定的通知％20．pdf 【1】
https：／／www．miit．gov．cn／jgsj／wgj／gggs／art／2023／art＿df8ec283689d4facba0b65c41c371bb1．html 【2】
http：／／www．tbt－sps．gov．cn／tbt／1／3235920BC0EF86C2 【3】https：／／wap．miit．gov．cn／jgsj／wgj／wjfb／art／2024／art＿a8a34b2839ab4423972f44d1987bf8b5．html 【4】
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