发布时间:2023-01-11
近日,工信部无线电管理局发布了《超宽带(UWB)设备无线电管理规定(征求意见稿)》(以下简称“新版《规定》”)。
根据新版《规定》,未来国内UWB技术的使用频段为:7235-8750MHz。
相比于上一版本,新版《规定》对国内UWB的使用频段进行了更为严格的限制,同样对发射功率及限值等多个参数进行了调整,笔者也对前后两个版本《规定》的要求进行了对比,如下图(标黄为改动部分):
UWB无线电发射设备射频技术要求新旧两版对比
(来源:物联传媒据无委会文件整理)
由于上一版本的《规定》已用15年之久,而在此期间国内UWB产业的发展已趋于稳定,从芯片端到方案端相关企业的产品线也较为固定,所以新版《规定》对频段、功率、限值的大改,对相关企业和整个UWB产业的影响无疑非常大。有业内人士表示,这次改动或将对企业带来灾难性的影响,整个产品线要全部推倒重建……
作为媒体,物联传媒同样高度关注新版《规定》带来的影响,因此,我们对行业内一些芯片、方案商进行了采访,力图从更专业的视角来分析本次事件所带来的影响。
熟悉UWB的人会知道,3.1-10.6GHz是FCC(美国联邦通信委员会)为UWB分配的工作频段,也是国际标准。同时为更加明确UWB的使用频段,国际标准也依据不同的中心频点,为UWB分配了不同的频道和频段:
UWB频段情况
(来源:物联传媒据FCC标准翻译整理)
据业内资深人士介绍,在新版《规定》颁布前,我国大部分场景下使用的频段是6-9GHz,特定场景(如管隧矿等)下是3.7-4.2GHz。换成频道来说便是Channel 2(特定场景如管隧矿)、Channel 5和Channel 9。而在新版《规定》发布之后,由于规定工作频段为7.235-8.750GHz,所以使用频道也将发生变化。
另一方面,新版《规定》对设备发射功率限值进行了统一(不大于-41dBm/MHz),其次是新增了4个频段内的带外发射功率限值,并新增了更多频段内的杂散发射限值。
这些变动对UWB产业而言无疑非常重磅,而物联传媒也非常关注相关产业和企业所受影响,通过采访,目前我们整理了一部分业内资深人士的观点和看法,供各位读者参考、讨论。
杭州中芯微电子有限公司-联合创始人-胡永江认为:首先,频段的影响是巨大的,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一棍子打死了DW1000,那么如果还是用Decawave的芯片,那么势必要做一次产品的整体升级,比如上DW3000以上,采用Channel 9来设计。
其次,是发射功率的影响,目前新版《规定》要求的的发射功率,在应用中最直观的就是距离问题,一般行业内应用的时候都会带PA(功效),放大很多倍,为的就是有足够远的距离,如果现在严格按照功率要求来做,那么定位覆盖范围就有影响,类似井下场景,一般都要求有几百米的测距距离,需要PA开的很大,现在做了频率限制,井下场景的UWB基站一维定位的通讯距离就有很大影响,所以,业主方(需求方)是否对无线管理准则有如此严格的要求,是一个重要的影响因素。
还有,新规对应用场景也增加了限制,如天文,航空,这些方面的应用拓展肯定会有一定影响。
深圳华云时空技术有限公司-总经理-李振亚的看法是:目前UWB的应用以测距、测角、定位、通信、感知(雷达)为主。国家意识到短距离的通信和定位是一大趋势,市场前景较大,所以特意划分频段,使其标准化,让从业者更合规地使用,关于频段的收窄意味着两点变化:
第一是意味着企业使用的频道会发生变化。行业过去用得较多的是Channel 2/5/9(Channel 2:3.7-4.2GHz;Channel 5:6.2-6.7GHz;Channel 9:7.7-8.2GHz)。如今的规划(7.235-8.750GHz)就是在Channel 9-11来用(因为Channel 8最低值7.238GHz有些擦边)。
第二是意味着合规将促进产业发展。在公共场合,更规范的频段分布,也有助于各个行业再规划各自的协议,比如消费级产品端、车端的协议,能够加快其推广速度。而且,将测距、测角规划到此频段上,并且规定功率限值,此两点对行业而言是好事。
北京全迹科技有限公司-CEO-都延星表示:新规定对UWB部分频段的发射功率做了更严格限制,其中UWB较常用的Channel 5频段(6.24~6.74GHz)受到直接影响。该频段允许的发射功率从-41dBm/MHz降低到-70dBm/MHz,基本上Channel 5不再可用。但是Channel 8、Channel 9、Channel 10三个频段的发射功率依然允许达到-41dBm/MHz,其中Channel 9是手机UWB的常用频段,也是FiRa的唯一强制支持频段。
总的来说,目前变动意味着Channel 5不能用了。
行业资深从业者1认为:过去我国主要用的频段在6-9GHz,至于新版《规定》的改动,可以讨论一下7.235-8.750GHz之外的几个频段。首先5.925-7.125GHz应该是给移动通信做授权,然后7.125-7.235GHz和8.750-9.000GHz应该是用来过渡、缓冲,避免不同技术的频段贴太紧,用起来相互干扰。至于9.000GHz之后的话,还未明确给哪种无线电技术用。
上一颁布的《规定》(全称“《工信部无[2008]354附件超宽带(UWB)技术频率使用规定》”)是在2008年,而如今新版《规定》颁布,已过去15年之久,但改动内容除了具体的频段等参数外,还没有特别需要注意的地方。同时,新版《规定》也一定程度上在避免对发展稳定的产业进行冲击,其中第九条显示——已获得型号核准证的超宽带(UWB)无线电发射设备可以继续销售和使用到报废为止。
不过,更让人好奇的是,已经沿用了15年的标准为何突然需要变更,对此,行业内的资深人士也有各自的看法,有的认为是为Wi-Fi 6E让路,有的认为是为5G精确定位让路,而有的认为是为重新规划整个无线电领域的频谱资源。
杭州中芯微电子有限公司-联合创始人-胡永江认为:5G以及WIFI6等设备都会运行在当前UWB信道上,为了建设更加稳定的环境,需要将一些频谱预留出来。同时IEEE定义的UWB频谱占用很宽,目前国内应用场景下其实不是很需要用到如此多的频谱,既然是这样,那么划定一个更窄的频谱给UWB用,对于行业的建设会更加有利。实际上如果严格按照IEEE规定来做UWB网络设计的话,在UWB设备密度不会很高的前提下其实是不会影响到5G和WIFI6的。但是当前国内的UWB设计在测距距离上的特殊要求使得相关的UWB设备实际工作功率其实是不满足IEEE规范的,那么作为结果,在铺设5G或者是WIFI6的环境下,为了更好的UWB通信效果就会把UWB的输出功率加到很大,这样一来与UWB共用频谱的其他设备会出现宕机的情况。
早年一些UWB厂家的设备,就出现过周围有5G基站,定位就跑不起来的情况,只有把频率开到很大,才能保证UWB的测距和时间同步,实现定位,但是,如果真的开到足够大的时候,是会反向影响5G通讯的,尤其规定里面有提到航空,天文等内容,实际上商用频段的让道,也的确是需要规范,否则如果产生干扰,导致国家基建层面的数据干扰,是得不偿失的。
深圳华云时空技术有限公司-总经理-李振亚、南京沃旭通讯科技有限公司-董事长-房宏持相同观点:其实无线电的频谱资源,对整个行业和国家而言,都是一种非常稀缺且不可再生的资源,也就是说当你为某一技术大面积应用之后,它的回收相当麻烦,所以应该提前规划好。
标准先行,技术再发展,能够有效避免技术在普及之后可能产生的混乱局面。定标准这个事情,一直以来也都是国外在做,但国内要发展壮大,在标准上一定是需要话语权的。同样,也是因为国家看到了UWB的发展趋势和较好的前景,才会去为其定制标准、规范,这对整个行业而言是件好事。
并且,合理地分配和利用这些无线电频谱资源,进一步优化调整无线电频率的合理开发和利用,为未来无线电的合理使用预留频率资源,可以满足无线电产业高质量发展的需要。
行业资深从业者1的看法是:主要还是推动5G和Wi-Fi 6/Wi-Fi 6E的发展,尽量避免UWB信号干扰;第二也有打压UWB定位的意思,为即将到来的5G定位铺路。
北京全迹科技有限公司-CEO-都延星、杭州品铂科技有限公司-CEO-孙宇、行业资深从业者2纷纷表示:这个事情之前也有预期,因为Channel 5和Wi-Fi 6E频段相近,而UWB生态相对Wi-Fi生态属于弱势,该冲突频段大概率会被分配给Wi-Fi。
目前了解到的信息还是让出信道给Wi-Fi 6E,Wi-Fi 6E使用频道5.925-7.125GHz。在带外发射功率限值上,明显新增的限值是为了避免干扰。
从细节上看,让出的5.925-7.125GHz频段,应该是给蜂窝(移动通信)做授权,当然欧美那边早就放开这个频段给Wi-Fi 6E用了,但我国的情况还得看后续定稿,以及其他无线电技术的新规如何制定。
行业资深从业者2还提到:今年年底在迪拜举行的WRC(世界无线电大会)我们也会参加,UWB频段和发射功率限值会是重点议题,到时我们也会分享第一手消息,以及我们的看法给到物联传媒。
对于新版《规定》中对相关参数的改动,不少企业表示或将对企业带来灾难性的影响,整个产品线要全部推倒重建,但也有不少企业表示对自身业务影响不大。另一方面,在UWB产业中,芯片市场一直被国外企业占领,基于此次改动更有人认为,是UWB芯片端实现国产替代的好机会。
那么,各位深耕UWB多年的资深业内人士又如何看呢?
杭州中芯微电子有限公司-联合创始人-胡永江表示:对我们企业影响不大,因为很早就布局了DW3000以上的芯片开发设计,我们主力还是公检法,对芯片单体成本的敏感度不高,我们需要更低的功耗,更大的芯片资源,更宽的频段,更充沛的设计空间,所以主芯片跳开规定的范围,比较容易。同时,我们公检法的场景,都是以单个房间为定位最小单元,所以不需要有太远的通讯距离,《规定》要求的功率,正好在我们的射程范围内。
但是对于一些成本敏感度较高,并且之前DW1000量产的企业影响比较大,而且场景下要求基站有较远的通讯距离的企业来说,如果严格按照规定要求,基本上现在的UWB定位产品都要重做,要么换主芯片,要么激进一点直接走国产替代。
深圳华云时空技术有限公司-总经理-李振亚的看法是:目前公司还在观望阶段,还需等本次意见稿定稿之后才会考虑调整。而且对我们而言,业务受此次变动的影响不大,因为我们主要针对手机和车端,之前也提到手机和车的相关产品,在设计之初就是有明确规定的。整体而言影响不大,我们只需要继续使用Channel 9就好。
从技术上来说,过去我们对IoT端,在Channel 5和Channel 9的选择还有些摇摆不定,但这次规定下来,反而我们不需要考虑怎么选择了,我们对频段的选择和调试难度也降低了不少。之前考虑Channel 5是因为它的穿透性更好。
另一方面,频段的改变,对BOM成本的变化影响不大。对方案商来说变化较大的地方在于,过去出的产品是成套的系统,但现在需要切信道就需要整套系统切,等于整套产品要重新做一遍,同时在Channel 2上积累的设计和调试经验,到了Channel 9上也不太适用,所以在垂直领域(管隧矿等)上切高频会稍有麻烦。
北京全迹科技有限公司-CEO-都延星认为:对我们公司业务直接影响不大。一方面新规定允许“获得型号核准证的超宽带(UWB)无线电发射设备可以继续销售和使用到报废为止”,所以对老设备无直接影响。另一方面,对于新设备,尤其是手机UWB相关产品,我们原本已经优先用CH9频段进行设计。
杭州品铂科技有限公司-CEO-孙宇认为:目前还不确定该规定正式实施的时间,如果给的缓冲时间较短,对产品的研发、切换、库存、供应链、在建项目都会有一定影响。同时,客户知道新要求后对现有项目所采用的产品会存在疑虑。
南京沃旭通讯科技有限公司-董事长-房宏则表示:这将大大限制和制约UWB的应用。因为频段的改变将导致设备工作距离缩短,项目的实施成本会变的非常的高。
在ETSI 的相关规范中明确提到,对于LDC 的设备在室内使用,在6.0~8.5GHz 这个频段,允许输出功率提高到-31.3 dBm/MHz。因此在7235-8750MHz 这个频段我们非常期待国内可以参考欧洲的标准,把功率放宽到-31.3dBm/MHz,以保护客户选择权益,降低UWB的运营成本。
由于新版《规定》收窄了UWB的工作频段,并新增了更多限值,这些新规对于UWB的应用和产业的走向而言,无疑带来了巨大影响。同样,这些影响也具有两面性,有人说是国家重视UWB技术,要实现标准先行,有人则说会延缓行业的增长速度。
不过这其中有一个最值得关注的问题,也就是新版《规定》对发射功率限值的修改,直接影响了UWB的电磁波信号强度,间接影响了相关产品的性能,也完全决定了UWB产业的发展上限。用通俗的话来说,这样的修改就如同掐住了UWB的“七寸”。关于这点,不少受访者也反复强调其重要性,并不断向工信部谏言,希望引起重视。
北京全迹科技有限公司-CEO-都延星表示:官方对UWB产业需要再提高重视。新版规定从一个角度看,对行业整体影响是负面的,因为对UWB管控更加严格,原本能用的Channel 5现在不能用了。从另一个角度看也有积极之处,因为Channel 5和Wi-Fi 6E的频段冲突是早有的事,越早确认下来对于行业未来发展越有利,不用模棱两可;目前UWB手机通常支持Channel 5和Channel 9两个频段,消费领域UWB产品设计通常也要支持这两个频段,给设计带来麻烦,如果确定了Channel 9这单一频段,那大家把这个频段设计好就行,不用预留对其它频段的支持。
目前该规定尚处于征求意见阶段,我们也在向信通院做相关反馈。反馈内容主要包括:
1. 希望允许UWB在合适频段适当提升发射功率
精准室内位置信息正在为各行业赋能,而UWB的无线电管控(主要是发射功率强弱)直接关系到这项新技术的部署造价和应用潜力。同样的环境下,允许发射功率增加后,信号传输距离增加n倍,部署造价降低1/n。如果在未来,每个智慧工厂、智慧楼宇都需要精准位置服务能力,对UWB功率的适当放宽有希望让国内UWB基础设施部署造价的费用花销是国外的1/n。
国外同行已经在提升UWB发射功率的路上,下面截图来自22年11月FiRa某次会议。能看到欧洲正在允许自愿提高UWB发射功率10dB。
2. 希望允许工业客户在厂区内部小范围超标使用UWB
部分工业环境,例如煤矿、车间、仓库等,使用适当提升发射功率的UWB定位系统,可以显著降低UWB部署造价,提升定位稳定性。
因为即便提升了发射功率的UWB信号本身绝对信号强度也很弱,也很难穿透远距离的实体墙,并不会对厂区外的社会环境造成无线电影响。如果在客户自身日常使用中并未发现UWB造成的电磁兼容问题,希望不要对客户在厂区内部的使用做限制。
有些应用,有PA(功放)才能做好体验。例如煤矿井下的法规要求>400米基站间距,一般只能Channel 2+PA才能较好实现。下图为国家安全生产行业标准《煤矿井下人员定位系统通用技术条件》征求意见稿(据说21年8月已经正式实行)内容节选。要采用UWB技术才能实现0.3米精度,但标签与基站间距要能达到400米。
受访人供图
(来源:《煤矿井下人员定位系统通用技术条例》)
杭州中芯微电子有限公司-联合创始人-胡永江则认为有好有坏:
负面影响:
如果严格按照《规定》执行,给只做UWB定位的厂家来说,是个很大的打击,首先可能面临UWB全线产品重做的代价;其次如果未来招投标严格要求,那UWB的功率能支撑的定位范围有限,基站布局密度上升,成本也会增加;同时,部分应用都会受到局限,有些场景不再适合,对只依赖uwb定位的中小企业,有一些影响。
正面影响:
对2C行业应用,是个利好,可以使用更加干净的频段,加密通讯也会更安全。
对类似我们的全系列定位厂家来说,基本没啥影响,有多定位产品线支撑同场景客户。
对AOA等其他定位技术厂家是利好,蓝牙频段早就规范稳定,生态也很充分;音频定位等新兴技术还在规范前期,UWB的热度被遏制,就是其他技术的迎来的一波自己的机会。
对国产还未量产的UWB厂家是利好,可以针对《规定》国内抢占一些Decawave的份额。
对5G和WiFi6的抗干扰,以及频段的洁净度,还有5G定位的发展,是更充分的利好。
深圳华云时空技术有限公司-总经理-李振亚持乐观态度:负面影响其实不大。从场景来说,目前UWB应用在手机、车、IoT、垂直领域(如管隧矿等)。其中的IoT也是主要围绕手机和车来做周边。
首先对手机、车、IoT的影响不大,因为三者设计之初就已规定Channel 5(辅)和Channel 9(主)为常用频段,产品也都基本设计为支持这两个频道,如今不能用的是Channel 5,在产品出厂时将该频段关闭即可。
第二是在垂直领域里,管隧矿等都是封闭空间,对公共场合影响不大,而且一般这样的To B设计都会有定制化要求,决策权在需求方手里,可能会影响他们使用其他无线电技术(如Wi-Fi、5G等),但他们自己认为不重要,也就没关系,但对于他们而言,还是得看监管方的要求。顺带一提这些场景用的大都是Channel 2。
南京沃旭通讯科技有限公司-董事长-房宏基于公司的国际业务经理表示:在国际上UWB支持的工作频率是3-9GHz,其中-41.3dBm/MHz在8GHz的频率上,工作距离就非常近。以沃旭在日本市场做了多年的经验,由于设备的工作距离太近,导致项目的实施成本非常高,在整个日本市场大型项目的落地显得尤为困难。因此如果新版《规定》直接执行的话,将有可能导致中国UWB物联网产业的发展受到重创,也将可能导致中国在UWB物联网领域落后于其它国家。
其次UWB在B端的应用已经较为成熟。以工业应用为例,UWB作为工业4.0的核心物联技术,是工厂数字化的重要手段,特别是在跟踪工厂内的流动的物料或物料流转设备,UWB已经在国内的龙头企业等得到广泛使用,工厂的数字化效果是非常明显的。UWB频段的调整导致实施成本变高对行业的发展也会有一些限制。
杭州品铂科技有限公司-CEO-孙宇表示:针对UWB使用频段的修改,短期内会有一定的负面影响。也对以后UWB使用频段会不会再次修改存在担忧。
红点定位(北京)科技有限公司-CEO-冯杰认为:会对好多中小定位企业造成影响,研发投入的增加,另外新的频段资源要求,项目落地成本会增加,最终转嫁给客户,会延缓行业增长速度。
行业资深从业者1的看法是:
负面影响:
第一是新版《规定》发布之后有一个问题,国内外标准不同了,对于生态的融合肯定有影响,国外的产品和技术可能会难以流入了。第二还是发射功率限值调整的问题,因为我们都知道UWB在B端特定场景(管隧矿)的出货量是相当大的,但现在低频UWB直接被一刀砍掉,那大家都不合规了,对产业而言必然是负面的。
正面影响:
首先有标准、规范是好事,而重订标准也是因为UWB浪潮已至,开始受到重视了,如今国内UWB生态逐渐成型,有助于我们通感一体化(通信、感知一体化)的加速。
物联传媒除了对上文提及的影响进行了采访,还与各位受访者讨论了一些其他值得关注的问题。包括芯片端国产替代的趋势、针对特定场景的芯片是否会单独量产等。
物联传媒记者
可以为我们科普一下什么是带外发射功率,以及为什么要为其设置限值吗?
深圳华云时空技术有限公司-总经理-李振亚
目前新规定的频段是7.235-8.750GHz。而“带内”指的就是设备在此频段内发出一个电磁波,反之,“带外”就是指该频段外的电磁波了。本次标准所设定的限值-41dBm,也就是说,在“带内”所发射电磁波的功率需要低于限值-41dBm。然后“带外”的发射功率限值也是这样理解。
我这里可以说说为什么会有“带外”,因为无线信号在发射的过程中,它会有谐波、杂散的波存在,简单来说,我们的电磁波发出时并不纯净,会有一些频带外的波形存在。而我们给予这些波形的功率一个限值,是为了保证这些“带外”电磁波的发射功率能够得到控制,避免造成不必要的干扰。
物联传媒记者
在供应链端,频段等参数的改动,是否会导致芯片在设计时只支持规定频段?
行业资深从业者1
有较大可能,因为带宽更窄且仅支持特定频段后,芯片研发的工艺会降低,成本会下降,对供应端而言是好事。不过芯片主要靠市场容量驱动,如果有需求存在,专门支持某频道的的芯片也可能会单独实现量产。
物联传媒记者
方案的改变,会导致使用的芯片等元器件也变化,那在此背景下,支持新频段的国产芯片是否有机会实现大面积替代?
行业资深从业者1
业内其实对DW1000的退出早已有预期了,当然人家也推出了DW3000这样的芯片,虽然不是针对B端客户的,但使用上肯定没问题。另一方面是这些特定场景的客户,对于新版《规定》落实前的反馈速度是相对滞后的(相比消费端),然后DW1000它是低频芯片,可以把成本做得很低,于是DW1000会非常有优势。国产替代的话,当下的确是一个很好的机会。
行业资深从业者3
是个趋势。从供应链的角度来说,目前比如某些芯片(DW1000)支持的Channel 2,整个供应链只有一家企业支持,而现在整个国内市场如果都不用Channel 2,对该公司来说算是有点影响的,但实际上业内早已有预期了。同样,方案商和终端商们在考虑其他家芯片时,是国产芯片企业的一个机会。
物联传媒记者
未来特定场景(如管隧矿)的低频需求会持续吗?芯片厂商怎么看待此事?
行业资深从业者1
可能性是有,不过这点取决于需求方,有需求毫无疑问就会刺激供给。但新版《规定》下来之后,需求方还得看监管方的意思,当然,如果低频需求足够庞大,监管方重视起来的话,也可能会再考虑对蜂窝等移动通信的影响,对UWB的频段和发射功率等参数做调整。
物联传媒记者
产品线丰富的厂商在新版《规定》下来后,是否会被打乱之前的规划和节奏?
行业资深从业者1
其实对于芯片厂商而言,设计之初就会考虑芯片的场景覆盖面,所以大家的设计重点应该会是在产品差异化,以及所实现功能的完善度上。当然新版《规定》带来的冲击会影响到一部分芯片厂商,毕竟某些我们之前完善的功能,在国内市场可能就没法用了。但总体而言,UWB核心的Channel 9还在,那需求端的应用场景未受影响的话,供给端所受影响也不大。不过由于频段砍半,对于之前所设计完成的低频功能,若不作废的话,肯定会有更多要求出现了。
通过对一系列行业资深从业者的采访,物联传媒整理了以上相关内容,不过对于一些敏感问题,受访人在后续也表示不便告知太多,且希望物联传媒进行匿名处理。对于本次UWB技术要求的大改,各位受访人对产业和行业的看法也不尽相同,但重点在于,大家都希望UWB产业能够受到足够多的重视,也能够跑得顺利。
在未来,随着新版《规定》的落实,我们也将看到更多的反馈和需求,物联传媒也会实时跟进,为大家带来第一手资讯。同样,对于今年年底在迪拜开办的WRC(世界无线电大会),物联传媒也会整理报道第一手UWB相关消息,与各位共享UWB在国内和国际上的技术、市场等相关信息。
最后,感谢杭州中芯微电子有限公司-联合创始人-胡永江、深圳华云时空技术有限公司-总经理-李振亚、北京全迹科技有限公司-CEO-都延星、杭州品铂科技有限公司-CEO-孙宇、红点定位(北京)科技有限公司-CEO-冯杰、南京沃旭通讯科技有限公司-董事长-房宏,以及其他要求匿名的资深从业者对本文的大力支持。
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