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利好還是利空?UWB標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布對行業(yè)有何影響

4月29日,工業(yè)和信息化部發(fā)布“關(guān)于印發(fā)《超寬帶(UWB)設(shè)備無線電管理暫行規(guī)定》的通知”。規(guī)定明確了UWB無線電發(fā)射設(shè)備是指發(fā)射信號帶寬不少于500MHz的無線電發(fā)射設(shè)備,主要應(yīng)用于短距離高速無線數(shù)據(jù)通信、定位、測距、感知等領(lǐng)域,使用頻率為7163-8812MHz。規(guī)定實施后非標(biāo)設(shè)備申請將不予受理。

一石激起千層浪,《新規(guī)》的出臺在整個UWB產(chǎn)業(yè)引起了巨大的反應(yīng)和討論。那么超寬帶(UWB)的《新規(guī)》到底做出哪些調(diào)整?對UWB行業(yè)產(chǎn)生哪些影響?另外還有人表示,為了給5G/6G讓路UWB受到了限制,這又是不是真的呢?我們帶著這些疑問來解讀一下出臺的《超寬帶(UWB)設(shè)備無線電管理暫行規(guī)定》。

01、為什么要重新制定《規(guī)定》?

在解答眾多疑問之前,我們有必要了解一下為什么工信部要重新制定《規(guī)定》。2008年,工業(yè)和信息化部發(fā)布《超寬帶(UWB)技術(shù)頻率使用規(guī)定》 (工信部無〔2008〕354號),明確了UWB設(shè)備屬性、技術(shù)要求,對促進(jìn) UWB設(shè)備產(chǎn)業(yè)發(fā)展發(fā)揮了積極作用。
近年來,隨著無線電技術(shù)的不斷發(fā)展,上述規(guī)定已不能完全適應(yīng)技術(shù)發(fā)展和管理的需要。一是隨著5G/6G的不斷發(fā)展,中頻段頻譜資源已成為5G/6G系統(tǒng)稀缺的“黃金資源”。我國在《中華人民共和國無線電頻率劃分規(guī)定》(2023年版)中率先在全球?qū)?425-7125MHz頻段劃分用于5G/6G系統(tǒng)。由于新引入的5G/6G系統(tǒng)與現(xiàn)有UWB設(shè)備之間難以實現(xiàn)同頻兼容,需統(tǒng)籌5G/6G和UWB等相關(guān)無線電應(yīng)用發(fā)展,對UWB設(shè)備的使用頻率進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整,為今后5G/6G發(fā)展籌劃更多的頻率資源。
二是工業(yè)和信息化部發(fā)布的 2019年第52號公告更新了微功率短距離無線電發(fā)射設(shè)備目錄,未將UWB設(shè)備列入微功率設(shè)備范疇,需進(jìn)一步明確 UWB設(shè)備屬性及管理模式。三是制定《規(guī)定》符合產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求,有助于盡早形成產(chǎn)業(yè)預(yù)期。
總結(jié)就是三點:
1、UWB使用頻率需要調(diào)整
2、需要明確 UWB設(shè)備屬性
3、產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求

02、《規(guī)定》作出了哪些調(diào)整?

《規(guī)定》主要在管理政策和技術(shù)要求兩方面對原規(guī)定進(jìn)行了調(diào)整,具體如下:
在管理政策方面。一是明確UWB設(shè)備需取得無線電發(fā)射設(shè)備型號核準(zhǔn)(以下簡稱型號核準(zhǔn))證,從源頭加強(qiáng)UWB設(shè)備管理。二是明確UWB設(shè)備無需取得無線電臺執(zhí)照,但不得對其他合法的無線電臺(站)產(chǎn)生有害干擾,也不得提出免受有害干擾的保護(hù)要求。三是為保護(hù)鄰頻的射電天文和航空無線電導(dǎo)航等無線電業(yè)務(wù),UWB設(shè)備禁止在射電天文臺周圍1公里范圍內(nèi)和航空器(含無人駕駛航空器)上使用。
在技術(shù)要求方面。一是參考國際電信聯(lián)盟相關(guān)定義,明確UWB設(shè)備是指發(fā)射信號帶寬(-10dB帶寬)不少于500MHz的無線電發(fā)射設(shè)備。二是考慮到UWB設(shè)備信道頻率配置以及產(chǎn)業(yè)界提出的使用三個連續(xù)信道實現(xiàn)高精度組網(wǎng)的需求,明確了UWB設(shè)備工作頻率為7163-8812MHz。
行業(yè)最為關(guān)注的莫過于UWB工作頻率的變化。
1、許可的頻段資源比預(yù)期的要多。
2023年1月,工信部就發(fā)布了《超寬帶(UWB)設(shè)備無線電管理規(guī)定(征求意見稿)》,其中就將UWB技術(shù)的使用頻譜從3.1GHz-10.6GHz大幅縮減,當(dāng)時規(guī)定的是:7235-8750MHz。而這一版本在2023年1月版的征求意見稿的基礎(chǔ)上,適當(dāng)放寬了對UWB工作頻率的限制,調(diào)整為:7163-8812MHz。很明顯,增加了100多M的頻譜資源,在通信領(lǐng)域,100多M的頻譜可不算少。

2、對UWB信道的支持進(jìn)行了篩選
UWB作為一種無線通信技術(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(jù)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UWB信道的信號帶寬不盡相同,大多數(shù)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(guī)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。
2008年版的規(guī)定原則上可以支持從信道5到信道11的7個信道,但由于當(dāng)時UWB技術(shù)與設(shè)備尚未普及,實際上沒有太多產(chǎn)品使用這些頻段。在某些工業(yè)應(yīng)用中,例如煤礦巷道內(nèi)的人員設(shè)備監(jiān)測等,通信定位往往在相對封閉的特殊區(qū)域進(jìn)行,這些場景多使用信道2,且發(fā)射功率限值并未完全符合當(dāng)時的管理規(guī)定。

新版《規(guī)定》對UWB信道的支持進(jìn)行了篩選,在滿足發(fā)射功率譜密度限制的情況下,支持8、9、10和11這4個UWB信道。值得注意的是,在新版《規(guī)定》的制定過程中,對是否支持大帶寬模式(信道11)進(jìn)行了多次探討,也是標(biāo)準(zhǔn)迭代過程中的關(guān)鍵焦點。從表中可以看出,2023年8月WTO征求意見稿中增加了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(guī)定》一錘定音,最終明確支持信道11的大帶寬模式。
新版《規(guī)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(guī)定》完全支持了信道8、9、10和11在UWB帶內(nèi)(-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(yán)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)入中國市場的UWB設(shè)備。

03、《規(guī)定》對UWB產(chǎn)業(yè)有哪些影響?

1、帶寬上限解除+頻譜調(diào)整,國產(chǎn)芯片也有更多的機(jī)會。
UWB管理規(guī)定經(jīng)歷多個版本迭代,其規(guī)定工作頻譜范圍從最早的6000-9000MHz(信道5-11)逐步修正為最新的7163-8812MHz(信道8-11)。同時最新版本取消舊版本的帶寬上限限制(650MHz)。
全球主要國家對UWB信道限制參差不齊,但9-11信道均在許可范圍內(nèi)。我國UWB頻譜連續(xù)且集中,可以通過一次研發(fā)投入打開海內(nèi)外兩個市場。目前國內(nèi)外市場上絕大多數(shù)UWB產(chǎn)品和設(shè)備只支持信道5或信道9,并沒有充分利用其他UWB可用信道頻率。此外,盡管海外規(guī)范中沒有規(guī)定UWB帶寬上限,但是海外主流芯片廠商產(chǎn)品并不支持大帶寬模式。這為UWB技術(shù)的升級和應(yīng)用推廣提供了廣闊的市場空間。對于國內(nèi)方案商和芯片廠商而言是重大利好,意味著新的機(jī)會和藍(lán)海市場。
根據(jù)無線電定位原理,帶寬增加將有助于提升測距精度。同時,大帶寬帶來的發(fā)射信號總能量提升也將有助于UWB覆蓋范圍延展。大帶寬模式下,UWB定位精度可以提升2.6倍,傳輸距離提升1.6倍,抗干擾能力提升2倍。一系列提升將有助于為消費者提供更優(yōu)秀的使用體驗,為產(chǎn)品迭代提供原生動力。
2、芯片產(chǎn)品需要整體升級,方案商也需要調(diào)整
國內(nèi)很多已量產(chǎn)的UWB基站與終端,都是基于DW1000來設(shè)計的,而DW1000的最高頻段只能到6.5G,目前新版《規(guī)定》要求7.2G-8.7G,直接在底層芯片物理特性上直接否決,那么勢必要做一次產(chǎn)品的整體升級,比如采用Channel 9來設(shè)計。同時整個應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈也要面臨更改方案,尤其是B端市場,量本來就不大,如果沒有必要,方案商一般都不太愿意更換芯片,但是目前政策的強(qiáng)制要求,就需要切換。

04、《規(guī)定》是否限制了UWB的發(fā)展?

第一部分我們也提到,為今后5G/6G發(fā)展籌劃更多的頻率資源,對UWB使用頻率進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。確實在表面上看似為了給5G/6G讓路,減少了對UWB信道的支持,但目前市場上絕大多數(shù)UWB產(chǎn)品和設(shè)備只支持信道5或信道9,并沒有充分利用其他UWB可用信道頻率。對于新版《規(guī)定》明確支持的信道8、10和11,目前市場上尚缺乏相關(guān)的產(chǎn)品和應(yīng)用來充分利用這些頻段。因此,新版《規(guī)定》并非限制UWB的發(fā)展,相反的是新版《規(guī)定》著眼于后續(xù)發(fā)展的需求,為UWB技術(shù)的升級和應(yīng)用推廣提供了廣闊的市場空間,同時也為相關(guān)政策提供了有力的依據(jù)。
整體而言,《新規(guī)》的落地利好UWB的發(fā)展,推動了UWB技術(shù)產(chǎn)業(yè)的升級,同時也更加規(guī)范了整個UWB行業(yè)的發(fā)展。