超宽带（Ultra Wide Band，简称：UWB）技术是一种以极低功率在短距离内高速传输数据的无线技术。随着通信行业的发展，UWB作为很早以前军方使用的技术，在批准民用后备受关注。汽车行业不断发展和转型，数字化程度日趋变高，促使了UWB在汽车行业的高速发展，作为当下的前沿通信技术之一，UWB在汽车和众多行业中拥有广泛的应用场景和发展潜力。在2020年8月3日大陆集团举办的云端媒体研讨会中，大陆集团车联网及信息工程技术中心进入系统亚洲区研发总监李平先生（图1）和媒体代表就UWB技术和超宽带智能设备集成进入系统(CoSmA)的应用与发展展开了交流和讨论。

图1 大陆集团车联网及信息工程技术中心进入系统亚洲区研发总监李平先生

UWB两大特点：功耗低，精确定位

UWB在功耗低和精确定位上有非常大的优势，若一个无线电系统拥有超过中心频率20%的相对带宽，或拥有500MHz以上的绝对带宽，称之为UWB无线电系统（图2），它的最大特点是数据通过极窄的脉冲进行传播，用纳秒级或微纳秒级的脉冲进行数据传输，明显特点就是功耗低，另外还具备精准定位的特点，图3直观地表示出了UWB、BLE和WIFI对比时所表现的显著特点。“UWB的精确度是BLE和WIFI不可比的，因为它主要采用了TOF飞行时间的测距方式，可靠性非常好，可以防止所谓的多径干扰。”李平先生说到，“通过UWB的精确定位，可以做多种行业和领域的应用，比如在自动驾驶的场景下，UWB可以和雷达还有摄像头结合起来，给于车辆精确的定位信息。例如在高架桥下面或者车库里面，在没有信号的时候，UWB可以给到定位信息。”

图2 超宽带技术概览

图3  UWB、BLE和WIFI对比

由于UWB同时具有无线通信和定位的功能，可方便地应用于各种领域和系统，例如智能家居和企业、智能城市和交通、工业和医疗、智能零售与消费者领域（图4）。在汽车、出行和智能交通系统中，UWB扮演的角色更为重要，特别在自动驾驶、车内智能网络、中继攻击防御、无钥匙智能进入系统、自动泊车等方面可以带来更高性能、低成本的解决方案（图5）。在本次媒体研讨会中，大陆集团重点讨论了UWB基于精准定位的防中继站方案、基于精准定位的智能进入系统等话题。

图4 超宽带技术可实现应用场景

图5 超宽带技术在车辆上的应用场景

大陆集团智能设备集成进入系统(CoSmA)

首先来了解一下典型的智能进入系统设计。在图6的左边，可以看到三种不同的技术——UWB、蓝牙和NFC。这三种技术有不同的功能安排，首先蓝牙的作用是唤醒和传输授权，然后UWB在唤醒以后精确定位，NFC可以作为手机没电的情况下备用的无线技术。如果整车厂有需求，可以再另配备一把实体钥匙。

图6 基于精准定位的智能进入系统a

再来看典型的UWB的配备，从图7可以看到，1~4的四个角落有4个UWB的收发器，5和6是蓝牙和UWB的收发器，7的位置可以根据车型来决定，如果有需求，可在7的位置配备一个收发器。UWB通过它的精确定位，可以将精准定位的信息用于车辆的其他系统，比如用在V2X或者是驾驶的导航辅助，交通记录及探测等方面，如果有需要的话，也可以将事故和道路的一些信息精确地传递给驾驶员。

图7 基于精准定位的智能进入系统b

大陆集团表示，未来智能设备集成进入技术可以取代传统钥匙，使用非常便捷，驾驶员无需拿起相关设备，即可直接使用自己的智能手机安全解锁和启动车辆（见图8）。该系统的核心是一个数字密钥，其中包含对指定车辆的访问授权，车主可以通过手机 App 同时生成和管理自己的数字密钥，并轻松地向家人和朋友分享该密钥。

图8 驾驶员无需拿起相关设备，即可直接使用自己的智能手机解锁和启动车辆

 具体来看，大陆集团的基础版智能手机车辆访问系统采用了低功耗蓝牙（BLE）技术，而最新一代的数字密钥系统搭载了超宽带技术，为车主提供更多便利性和新功能。UWB 和 UWB 低功耗蓝牙（UWB-BLE）收发器模块可支持获得授权的智能手机以高度的准确性在车内和车外进行定位。智能设备集成进入解决方案的车载架构还含有一个中央电子计算机装置，其中内置了一个硬件安全模块，它是数字车辆密钥的安全存储区域。只要准确地定位了授权的智能手机，该系统就能够解锁车辆和启动引擎，而无需用户掏出智能手机执行操作（“无钥匙进入”）。在这个过程中，驾驶员可以一直将手机放在口袋中。这种精准定位还能支持运行以用户为中心的新功能，比如通过智能手机远程控制停车操作。除了提高便捷性之外，搭载超宽带技术的智能手机解决方案还能阻止来自中继（中间人）攻击的非法访问操作，避免偷车贼拦截和扩展关键信号以获取访问数据。

 有网络的地方就会涉及到安全的问题，因为整个系统方案，包括后台云端、钥匙、手机端供应商和车体端等方面，较为复杂，参与者众多，同时也涉及到安全的问题。“大陆集团一直在无钥匙进入领域里面提供完美的用户体验，我们想保证安全，并且也想设置相应的标准，通过UWB的精准定位，我们相信UWB是一个非常理想的面对将来的应用场景的智能进入技术。”李平先生说到，“大陆集团是拥有25年经验的车辆进入系统集成的先驱者，自2016年，大陆就跟苹果、宝马和NXP就有合作，开发UWB智能进入解决方案，所以我们希望和ICCE和CCC一起推动这个产业的健康发展。”目前，大陆集团正与全球知名公司携手，专注投入CCC超宽带无线电标准的基础开发工作。CCC 正在制定基于超宽带技术的汽车无钥匙进入和其他汽车本地化应用的全球标准。这些举措的目的是支持用户使用所有智能手机操作系统和手机型号执行相关操作。

 在媒体讨论会最后的提问环节，AI《汽车制造业》记者提出未来实体汽车钥匙是否会消失的问题，李平先生给到回复：实体汽车钥匙不会突然几年之内就消失，要取决于不同区域的人群应用习惯。为了提供完美的用户体验，大陆集团会积极推动智能设备集成进入系统(CoSmA)的发展，目前，已有3家主流汽车制造商正面向全球市场将大陆CoSmA方案整合到其新一代车型的汽车架构中，并于2021年投入量产。大陆集团期待未来与更多的汽车制造商共同推进更完美的数字化用户体验！