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利好还是利空?UWB标准正式发布对行业有何影响

4月29日,工业和信息化部发布“关于印发《超宽带(UWB)设备无线电管理暂行规定》的通知”。规定明确了UWB无线电发射设备是指发射信号带宽不少于500MHz的无线电发射设备,主要应用于短距离高速无线数据通信、定位、测距、感知等领域,使用频率为7163-8812MHz。规定实施后非标设备申请将不予受理。

一石激起千层浪,《新规》的出台在整个UWB产业引起了巨大的反应和讨论。那么超宽带(UWB)的《新规》到底做出哪些调整?对UWB行业产生哪些影响?另外还有人表示,为了给5G/6G让路UWB受到了限制,这又是不是真的呢?我们带着这些疑问来解读一下出台的《超宽带(UWB)设备无线电管理暂行规定》。

01、为什么要重新制定《规定》?

在解答众多疑问之前,我们有必要了解一下为什么工信部要重新制定《规定》。2008年,工业和信息化部发布《超宽带(UWB)技术频率使用规定》 (工信部无〔2008〕354号),明确了UWB设备属性、技术要求,对促进 UWB设备产业发展发挥了积极作用。
近年来,随着无线电技术的不断发展,上述规定已不能完全适应技术发展和管理的需要。一是随着5G/6G的不断发展,中频段频谱资源已成为5G/6G系统稀缺的“黄金资源”。我国在《中华人民共和国无线电频率划分规定》(2023年版)中率先在全球将6425-7125MHz频段划分用于5G/6G系统。由于新引入的5G/6G系统与现有UWB设备之间难以实现同频兼容,需统筹5G/6G和UWB等相关无线电应用发展,对UWB设备的使用频率进行相应调整,为今后5G/6G发展筹划更多的频率资源。
二是工业和信息化部发布的 2019年第52号公告更新了微功率短距离无线电发射设备目录,未将UWB设备列入微功率设备范畴,需进一步明确 UWB设备属性及管理模式。三是制定《规定》符合产业发展需求,有助于尽早形成产业预期。
总结就是三点:
1、UWB使用频率需要调整
2、需要明确 UWB设备属性
3、产业发展需求

02、《规定》作出了哪些调整?

《规定》主要在管理政策和技术要求两方面对原规定进行了调整,具体如下:
在管理政策方面。一是明确UWB设备需取得无线电发射设备型号核准(以下简称型号核准)证,从源头加强UWB设备管理。二是明确UWB设备无需取得无线电台执照,但不得对其他合法的无线电台(站)产生有害干扰,也不得提出免受有害干扰的保护要求。三是为保护邻频的射电天文和航空无线电导航等无线电业务,UWB设备禁止在射电天文台周围1公里范围内和航空器(含无人驾驶航空器)上使用。
在技术要求方面。一是参考国际电信联盟相关定义,明确UWB设备是指发射信号带宽(-10dB带宽)不少于500MHz的无线电发射设备。二是考虑到UWB设备信道频率配置以及产业界提出的使用三个连续信道实现高精度组网的需求,明确了UWB设备工作频率为7163-8812MHz。
行业最为关注的莫过于UWB工作频率的变化。
1、许可的频段资源比预期的要多。
2023年1月,工信部就发布了《超宽带(UWB)设备无线电管理规定(征求意见稿)》,其中就将UWB技术的使用频谱从3.1GHz-10.6GHz大幅缩减,当时规定的是:7235-8750MHz。而这一版本在2023年1月版的征求意见稿的基础上,适当放宽了对UWB工作频率的限制,调整为:7163-8812MHz。很明显,增加了100多M的频谱资源,在通信领域,100多M的频谱可不算少。

2、对UWB信道的支持进行了筛选
UWB作为一种无线通信技术,其信道定义通常采用IEEE 802.15.4协议对UWB技术物理层的定义。根据这一定义,UWB信道通常包括信道1到信道15,覆盖的中心频率范围大致从约3.5GHz到约9.5GHz。每个UWB信道的信号带宽不尽相同,大多数信道的信号带宽约为500MHz,而信道4、信道7、信道11和信道15则属于大带宽模式,分别支持1331MHz、1082MHz、1331MHz和1355MHz的带宽。新版《规定》明确支持使用信道8、9、10和11,其中信道11是带宽为1331MHz的大带宽模式。
2008年版的规定原则上可以支持从信道5到信道11的7个信道,但由于当时UWB技术与设备尚未普及,实际上没有太多产品使用这些频段。在某些工业应用中,例如煤矿巷道内的人员设备监测等,通信定位往往在相对封闭的特殊区域进行,这些场景多使用信道2,且发射功率限值并未完全符合当时的管理规定。

新版《规定》对UWB信道的支持进行了筛选,在满足发射功率谱密度限制的情况下,支持8、9、10和11这4个UWB信道。值得注意的是,在新版《规定》的制定过程中,对是否支持大带宽模式(信道11)进行了多次探讨,也是标准迭代过程中的关键焦点。从表中可以看出,2023年8月WTO征求意见稿中增加了650MHz的UWB带宽上限这一限制,禁止了信道11在中国的使用。然而,2024年新版《规定》一锤定音,最终明确支持信道11的大带宽模式。
新版《规定》的UWB发射功率谱密度限值与IEEE 802.15.4协议族定义的UWB信道功率谱掩膜的对比。从图中可以看出,新版《规定》完全支持了信道8、9、10和11在UWB带内(-10dB带宽)的频谱使用,但在发射带外对发射功率谱密度进行了相对更严格的限制。这也提出了更高的射频技术要求,适用于即将进入中国市场的UWB设备。

03、《规定》对UWB产业有哪些影响?

1、带宽上限解除+频谱调整,国产芯片也有更多的机会。
UWB管理规定经历多个版本迭代,其规定工作频谱范围从最早的6000-9000MHz(信道5-11)逐步修正为最新的7163-8812MHz(信道8-11)。同时最新版本取消旧版本的带宽上限限制(650MHz)。
全球主要国家对UWB信道限制参差不齐,但9-11信道均在许可范围内。我国UWB频谱连续且集中,可以通过一次研发投入打开海内外两个市场。目前国内外市场上绝大多数UWB产品和设备只支持信道5或信道9,并没有充分利用其他UWB可用信道频率。此外,尽管海外规范中没有规定UWB带宽上限,但是海外主流芯片厂商产品并不支持大带宽模式。这为UWB技术的升级和应用推广提供了广阔的市场空间。对于国内方案商和芯片厂商而言是重大利好,意味着新的机会和蓝海市场。
根据无线电定位原理,带宽增加将有助于提升测距精度。同时,大带宽带来的发射信号总能量提升也将有助于UWB覆盖范围延展。大带宽模式下,UWB定位精度可以提升2.6倍,传输距离提升1.6倍,抗干扰能力提升2倍。一系列提升将有助于为消费者提供更优秀的使用体验,为产品迭代提供原生动力。
2、芯片产品需要整体升级,方案商也需要调整
国内很多已量产的UWB基站与终端,都是基于DW1000来设计的,而DW1000的最高频段只能到6.5G,目前新版《规定》要求7.2G-8.7G,直接在底层芯片物理特性上直接否决,那么势必要做一次产品的整体升级,比如采用Channel 9来设计。同时整个应用产业链也要面临更改方案,尤其是B端市场,量本来就不大,如果没有必要,方案商一般都不太愿意更换芯片,但是目前政策的强制要求,就需要切换。

04、《规定》是否限制了UWB的发展?

第一部分我们也提到,为今后5G/6G发展筹划更多的频率资源,对UWB使用频率进行相应调整。确实在表面上看似为了给5G/6G让路,减少了对UWB信道的支持,但目前市场上绝大多数UWB产品和设备只支持信道5或信道9,并没有充分利用其他UWB可用信道频率。对于新版《规定》明确支持的信道8、10和11,目前市场上尚缺乏相关的产品和应用来充分利用这些频段。因此,新版《规定》并非限制UWB的发展,相反的是新版《规定》着眼于后续发展的需求,为UWB技术的升级和应用推广提供了广阔的市场空间,同时也为相关政策提供了有力的依据。
整体而言,《新规》的落地利好UWB的发展,推动了UWB技术产业的升级,同时也更加规范了整个UWB行业的发展。