4月29日,工業和信息化部發布“關于印發《超寬帶(UWB)設備無線電管理暫行規定》的通知”。規定明確了UWB無線電發射設備是指發射信號帶寬不少于500MHz的無線電發射設備,主要應用于短距離高速無線數據通信、定位、測距、感知等領域,使用頻率為7163-8812MHz。規定實施后非標設備申請將不予受理。
一石激起千層浪,《新規》的出臺在整個UWB產業引起了巨大的反應和討論。那么超寬帶(UWB)的《新規》到底做出哪些調整?對UWB行業產生哪些影響?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)設備無線電管理暫行規定》。
01、為什么要重新制定《規定》?
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《規定》。2008年,工業和信息化部發布《超寬帶(UWB)技術頻率使用規定》 (工信部無〔2008〕354號),明確了UWB設備屬性、技術要求,對促進 UWB設備產業發展發揮了積極作用。近年來,隨著無線電技術的不斷發展,上述規定已不能完全適應技術發展和管理的需要。一是隨著5G/6G的不斷發展,中頻段頻譜資源已成為5G/6G系統稀缺的“黃金資源”。我國在《中華人民共和國無線電頻率劃分規定》(2023年版)中率先在全球將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設備之間難以實現同頻兼容,需統籌5G/6G和UWB等相關無線電應用發展,對UWB設備的使用頻率進行相應調整,為今后5G/6G發展籌劃更多的頻率資源。
二是工業和信息化部發布的 2019年第52號公告更新了微功率短距離無線電發射設備目錄,未將UWB設備列入微功率設備范疇,需進一步明確 UWB設備屬性及管理模式。三是制定《規定》符合產業發展需求,有助于盡早形成產業預期。
總結就是三點:
1、UWB使用頻率需要調整
2、需要明確 UWB設備屬性
3、產業發展需求
02、《規定》作出了哪些調整?
《規定》主要在管理政策和技術要求兩方面對原規定進行了調整,具體如下:在管理政策方面。一是明確UWB設備需取得無線電發射設備型號核準(以下簡稱型號核準)證,從源頭加強UWB設備管理。二是明確UWB設備無需取得無線電臺執照,但不得對其他合法的無線電臺(站)產生有害干擾,也不得提出免受有害干擾的保護要求。三是為保護鄰頻的射電天文和航空無線電導航等無線電業務,UWB設備禁止在射電天文臺周圍1公里范圍內和航空器(含無人駕駛航空器)上使用。
在技術要求方面。一是參考國際電信聯盟相關定義,明確UWB設備是指發射信號帶寬(-10dB帶寬)不少于500MHz的無線電發射設備。二是考慮到UWB設備信道頻率配置以及產業界提出的使用三個連續信道實現高精度組網的需求,明確了UWB設備工作頻率為7163-8812MHz。
行業最為關注的莫過于UWB工作頻率的變化。
1、許可的頻段資源比預期的要多。
2023年1月,工信部就發布了《超寬帶(UWB)設備無線電管理規定(征求意見稿)》,其中就將UWB技術的使用頻譜從3.1GHz-10.6GHz大幅縮減,當時規定的是:7235-8750MHz。而這一版本在2023年1月版的征求意見稿的基礎上,適當放寬了對UWB工作頻率的限制,調整為:7163-8812MHz。很明顯,增加了100多M的頻譜資源,在通信領域,100多M的頻譜可不算少。
2、對UWB信道的支持進行了篩選
UWB作為一種無線通信技術,其信道定義通常采用IEEE 802.15.4協議對UWB技術物理層的定義。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。
2008年版的規定原則上可以支持從信道5到信道11的7個信道,但由于當時UWB技術與設備尚未普及,實際上沒有太多產品使用這些頻段。在某些工業應用中,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行,這些場景多使用信道2,且發射功率限值并未完全符合當時的管理規定。
新版《規定》對UWB信道的支持進行了篩選,在滿足發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《規定》的制定過程中,對是否支持大帶寬模式(信道11)進行了多次探討,也是標準迭代過程中的關鍵焦點。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《規定》一錘定音,最終明確支持信道11的大帶寬模式。
新版《規定》的UWB發射功率譜密度限值與IEEE 802.15.4協議族定義的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,但在發射帶外對發射功率譜密度進行了相對更嚴格的限制。這也提出了更高的射頻技術要求,適用于即將進入中國市場的UWB設備。
03、《規定》對UWB產業有哪些影響?
1、帶寬上限解除+頻譜調整,國產芯片也有更多的機會。UWB管理規定經歷多個版本迭代,其規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。我國UWB頻譜連續且集中,可以通過一次研發投入打開海內外兩個市場。目前國內外市場上絕大多數UWB產品和設備只支持信道5或信道9,并沒有充分利用其他UWB可用信道頻率。此外,盡管海外規范中沒有規定UWB帶寬上限,但是海外主流芯片廠商產品并不支持大帶寬模式。這為UWB技術的升級和應用推廣提供了廣闊的市場空間。對于國內方案商和芯片廠商而言是重大利好,意味著新的機會和藍海市場。
根據無線電定位原理,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秀的使用體驗,為產品迭代提供原生動力。
2、芯片產品需要整體升級,方案商也需要調整
國內很多已量產的UWB基站與終端,都是基于DW1000來設計的,而DW1000的最高頻段只能到6.5G,目前新版《規定》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品的整體升級,比如采用Channel 9來設計。同時整個應用產業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,但是目前政策的強制要求,就需要切換。
04、《規定》是否限制了UWB的發展?
第一部分我們也提到,為今后5G/6G發展籌劃更多的頻率資源,對UWB使用頻率進行相應調整。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UWB產品和設備只支持信道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《規定》明確支持的信道8、10和11,目前市場上尚缺乏相關的產品和應用來充分利用這些頻段。因此,新版《規定》并非限制UWB的發展,相反的是新版《規定》著眼于后續發展的需求,為UWB技術的升級和應用推廣提供了廣闊的市場空間,同時也為相關政策提供了有力的依據。整體而言,《新規》的落地利好UWB的發展,推動了UWB技術產業的升級,同時也更加規范了整個UWB行業的發展。