超寬帶（UWB）作為一種射頻（RF）無線技術，可增強高級駕駛輔助系統（ADAS）及聯網自主駕駛汽車（CAV）傳感器套件的性能。引入UWB技術，有望通過避免致命碰撞、確保“車對萬物（V2X）”連接安全可靠地部署，從而挽救更多生命。

科技進步正深刻改變著我們的日常生活，并對各行各業產生深遠影響。汽車行業亦不例外；其持續引入新技術以提升消費者體驗、增強防護能力與信息安全保障。當前，嚴重交通事故成為亟待解決的一大難題，而前沿技術正是破解這一難題、挽救生命的關鍵所在。目前，各方正積極推進相關技術的定義、研發、標準化與落地，以提升道路安全水平。起初，汽車制造商在車內采用獨立的ADAS技術，如雷達和攝像頭等；這些系統由各廠商自行開發，無需統一標準。

安全領域的下一個重大突破將是車輛間的信息共享，使它們能夠相互協作。這需要實現標準化，以確保不同制造商生產的車輛能夠互聯互通。目前，各方正致力于推進V2X（車對萬物）通信的標準化工作，車對車（V2V）、車對基礎設施（V2I）、車對行人（V2P）等多種通信協議，為車聯網奠定了基礎。V2X標準化工作為增強ADAS和CAV傳感器套件的新技術應用鋪平道路。

UWB（超寬帶）作為一種低成本的射頻（RF）技術，能夠精準測量兩點之間的距離；這促成了“UWB+V2X”的完美結合。UWB+V2X的采用與標準化，將帶來精準定位、安全識別及高更新率下的超低延遲等能力。本文將重點探討UWB+V2V與UWB+V2P在出行生命安全領域的幾個關鍵應用。不過，值得注意的是，UWB+V2I的技術組合在提升用戶便利性等諸多場景中同樣具有廣闊前景；如自動代客泊車以及與電動汽車充電器的精準對接。

UWB技術

IEEE 802.15.4z為UWB安全測距的標準化制定了規范。該標準的安全特性確保距離測量準確無誤，防止其受到外部干擾源的欺騙。UWB安全測距的工作原理是，測量極窄RF脈沖從發射器傳輸到接收器所花費的時間；再將這一“飛行時間”乘以光速，即可得出距離。窄脈沖使得系統能夠精準識別多徑干擾，并選擇首達路徑，從而確保識別出距離最近的目標。

眾多脈沖被組合在一起形成數據幀。每個安全測距數據幀都包含一個經過加密處理的時間戳；該時間戳采用密碼學技術生成，以確保距離測量的可靠性。單個數據幀的傳輸時間不到200微秒（μs）。幀數據在組內所有節點收發器間往返傳輸，實現全節點間的往返距離測量。對于簡單的單側雙向測距操作，往返測量可在不到1毫秒（ms）的時間內完成，實現每秒1,000次的更新速率。

UWB的工作帶寬超過500MHz，當與適當的信號處理技術相結合時，可提供精度高達10厘米（cm）的距離測量。所有這些功能均可在單個低成本CMOS器件上實現。有關UWB技術的更多背景信息和概述，可查閱Qorvo公司發布的《超寬帶技術for Dummies》（Ultra-Wideband for Dummies）。

協同駕駛

汽車行業正逐步描繪其互聯的未來藍圖，引領協同式自主駕駛新時代的到來。這涵蓋了一系列應用場景，例如車輛的信號燈啟停協同、交叉路口通行、車輛編隊行駛，以及車道并線等。這些應用場景要求對車輛的相對位置進行精準定位，精度需優于1米；某些情況下甚至要達到10厘米。通過共享精確的定位信息，車輛能夠協同合作，以比人類更快的反應速度更安全地執行這些操作，從而在極少或無需人工干預的情況下運行。

V2V通信的基本功能之一，是美國“基本安全信息（BSM）”，或歐洲“協同感知信息（CAM）”的交互。這些信息包含車輛位置、速度和行駛方向等內容。借助這些粗略的位置數據，車輛的自主導航系統（ANS）可識別周邊其它車輛，并據此組建臨時協作群組，執行協同駕駛操作。

在聯網車輛執行復雜的協同操作時，保持適當的車距至關重要，以避免車輛間發生致命碰撞。據致力于未來互聯出行與智能交通解決方案的全球性組織——5G汽車協會（5GAA）指出，精準定位是亟待解決的關鍵問題之一。保持車輛間距需要一種能夠快速更新并提供精確位置測量的技術。

UWB技術能夠以高達10厘米的精度執行定位功能，這也是該技術在全球范圍內蓬勃發展的原因之一。UWB還能通過防止車輛與自行車、摩托車和行人等弱勢道路使用者（VRU）發生碰撞來挽救生命。目前，UWB技術正迅速在眾多消費產品和應用中普及。許多主流手機都配備了UWB功能；并且該技術正被應用于汽車領域，使手機能夠充當安全的數字鑰匙。

圖1，采用UWB交叉布局的兩輛車輛。

倘若車輛和手機中的UWB技術能夠協同用于挽救生命，豈不美妙？當一輛車能實現車對行人（V2P）通信，并利用UWB精確測量兩者之間的距離，就能有效避免車輛與行人間的碰撞事故。UWB技術還能通過防范惡意欺騙攻擊，提升通信安全性——這正是自主駕駛汽車面臨的重大安全隱患。近期已有報道披露，一些高成本的基礎設施勒索攻擊已成功入侵多個系統，造成服務中斷甚至癱瘓。試想以下驚險場景：當您駕駛CAV行駛在高速公路上，突然收到勒索信息，要求支付贖金，否則就撞車。UWB可通過驗證車輛ID和位置信息，確保通信對象確屬目標車輛，從而避免被惡意冒充者所干擾。

UWB 憑借厘米級定位精度、微秒級低延遲與抗干擾的安全測距特性，已然成為破解車聯網協同駕駛核心痛點的關鍵技術基石。下期內容我們將聚焦UWB在車輛協同、行人防護等核心場景的落地應用，詳解安全保障方案。