星闪无线短距通信技术(SparkLink 1.0)产业化推进白皮书

SparkLink 星闪无线短距通信技术（SparkLink1.0） 产业化推进白皮书 2022年8月 星闪无线短距通信技术（SparkLink1.0）产业化推进白皮书 参编单位（按拼音字母顺序，排名不分先后） 翻捷科技股份有限公司、北京小米移动软件有限公司、北京新能源汽车股份有限公司、北京中科晶上科技股份有限公司，重庆大学、广州汽车集团股份有限公司、广州视源电子科技股份有限公司、国家无线电监测中心检测中心、国汽（北京）智能网联汽车研究院有限公司、海信集团控股股份有限公司、湖南国科微电子股份有限公司、华为技术有限公司、联想科技股份有限公司、OPPO）东移动通信有限公司、青岛海尔科技有限公 司、上海数字电视国家工程研究中心有限公司、上海移远通信技术股份有限公司、深圳艾灵网络有限公司、深圳市极致汇仪科技有限公司、深圳市腾讯计算机系统有限公司、深圳闪联信息技术有限公司、四川爱联科技股份有限公司、TCL科技股份有限公司、腾 讯音乐娱乐科技（深圳）有限公司、中国电子技术标准化研究院、中国第一汽车集团有限公司、中国科学院沈阳自动化研究所、中国信息通信研究院、中国移动通信集团有限公司、中汽研软件测评（天津）有限公司、紫光展锐科技有限公司 2 星闪无线短距通信技术（SparkLink1.0）产业化推进白皮书 版权声明 ““（）， 本白皮书版权属于星闪联盟并受法律保护。转载、摘编本白皮书文字或者观点的应 式使用本白皮书应取得版权方书面同意。违反上述声明者，星闪联盟将追究其相关法律 责任。 3 星闪无线短距通信技术（SparkLink1.0）产业化推进白皮书 前言 无线短距通信是指在局部区域内，如家庭、办公室、实验室、建筑物内、校园、车 间或工厂等，两个无线设备间的通信，这些设备间的距离通常在10~20m以内。无线短距 线短距通信迅速发展，市场规模巨大。2019年，全球无线短距通信芯片发货量达111亿片，预计2023年将超过160亿片。而随着智能汽车、智能终端、智能家居和智能制造等 产业的快速发展，综合考虑产品的生产、制造、应用、销售和维护等全生命周期环节、 用户使用习惯和便利性等因素，各应用领域出现越来越多的无线化诉求和趋势，现有的无线短距通信技术在时延、可靠性、同步精度、安全性等方面已无法满足新兴场景的演进需求。星闪联盟在此背景下成立，针对行业需求痛点提出新一代无线短距通信技术，简称为“星闪（SparkLink）”。星闪支持两种空口接入技术，分别称为星闪基础接入 技术（SLB）和星闪低功耗接入技术（SLE）。其中，SLB可支持20μus的单向时延、99.999%的传输可靠性和1μus的同步精度；SLE可支持250us的双向交互、低至-110dBm的接收机灵敏度和多达256个用户的并发接入。 本白皮书分享了星闪技术在智能汽车、智能终端、智能家居和智能制造等4个领域 的典型适用场景，并分析了各场景对无线短距通信技术提出的需求及挑战。白皮书还介 绍了星闪1.0技术标准体系和相关产业链的进展。星闪1.0系列标准已于2021年底制定完 上，基于星闪1.0技术的原型验证系统（车载主动降噪原型系统、5.1无损环绕声场原型 系统、低时延高清投屏原型系统、5G+星闪融合的电机同步控制原型系统）相继推出并引起业界广泛关注；星闪通信芯片按计划将在2022年推出。星闪技术的产业化呈现明显的加速趋势。 针对智能汽车、智能终端、智能家居和智能制造等领域不断演进的应用需求和关键 技术挑战，星闪无线短距通信技术将持续演进，当前已启动星闪2.0技术的标准化工作。 旨在完善技术指标，丰富技术特性，对接和适配更多行业应用和场景的需求，构建更加 丰富的产业生态。 4 星闪无线短距通信技术（SparkLink1.0）产业化推进白皮书 目录 无线短距离通信技术的市场和价值分析 1.1无线短距通信技术的市场现状. 1.2星闪技术的发展机遇.3 2星闪技术的应用场景和需求.5 2.1智能汽车. 2.1.1无线主动降噪. 2.1.2车机互联.7 2.1.3车内AR/VR与云交互 2.1.4汽车无钥匙进入与启动. 2.1.5车载免提通话与车载娱乐系统.8 2.1.6无线电池管理系统，9 2.2智能终端.10 2.2.1手机与耳机无线音频传输.10 2.2.2可穿戴设备文件传输与操控，11 2.2.3无线投屏.11 2.2.4实时手机游戏场景12 2.2.5定位与感知．.13 2.3智能家居..14 2.3.1智能音箱音频.14 2.3.2智能电视/视频投屏15 2.3.3摄像机/可视类.15 2.3.4电工照明类.16 2.3.5全屋网络智能.16 2.3.6智能家居空间场景化，17 2.3.7家庭隐私保护.18 2.4智能制造.19 2.4.1产线设备控制.20 2.4.2大规模数据采集 2.4.3工业检测.21 2.4.4AGV远程控制.22 2.4.5设备智能巡检.22 2.4.6流程制造✁过程控制，.22 5 星闪无线短距通信技术（SparkLink1.0）产业化推进白皮书 缩略语 AGVAutomatedGuidedVehicle自主导航车辆 AloTArtificialIntelligence&InternetofThings人工智能与物联网 ANCActiveNoiseController 主动噪声控制器 AR增强现实 AugmentReality CPECustomerPremiseEquipment客户前置设备 DToF直接飞行时间 CAGRCompoundAnnualGrowthRate复合年均增长率 DirectTimeofFlying 电子控制单元 EUCElectronicControlUnit IMUInertialMeasurementUnit惯性测量单元 IVIIn-VehicleInfortainment车载信息娱乐系统 LDACLowDelayAudioCodec低时延音频编解码 MIPIMobileIndustryProcessorInterface移动产业处理器接口 MTPMotiontoPhotons运动到显示 NRNewRadio新空口（3GPP5G通信标准） OSIOpenSystemInternconnection开放系统互联 PDAPersonalDigitalAssistant个人数字助手 无钥匙进入及启动系统 PEPSPassiveEntryPassiveStart 均方根误差RMSE PLCProgrammableLogicController可编程逻辑控制器 RootMeanSquareError SLAM同时定位与地图构建 SINRSignalInterferenceNoiseRatio信干噪比 SimultaneousLocalizationAndMapping SLE星闪低功耗接入技术 SLBSparkLinkBasic星闪基础接入技术 SparkLinkLowEnergy SoCSystem-on-Chip片上系统，系统级芯片远程信息处理器 T-BoxTelematicsBox VR虚拟现实 TWSTrueWirelessStereo真正无线立体声 VST虚拟工作室技术 VirtualReality VirtualStudioTechnology 1 星闪无线短距通信技术（SparkLink1.0）产业化推进白皮书 1无线短距离通信技术的市场和价值分析 1.1无线短距通信技术的市场现状 无线短距通信是指在局部区域内，如家庭、办公室、实验室、建筑物内、校园、车 在障碍物。无线短距通信使得用户和短距通信设备可以在有限空间内低速移动，且始终 保持着网络连接。现有的典型无线短距通信主要包括WiFi、蓝牙和近场通信（NFC）等 ““并，“，“”“” 技术。通过网关，用户和短距通信设备还可以连接到整个互联网。无线短距通信在智能汽车、智能家居、智能终端、智能制造、智慧城市、智慧农业等多领域有着普及性的应用。根据IDC数据，到2022年，全球典型的无线短距芯片出货量将达到100亿颗以上。 的汽车市场规模将快速攀升。汽车内部感知融合、外在网联通信等需要车内传感器/控制器/执行器之间、车辆和车外设备之间进行信息传递，由此每辆汽车对无线短距通信芯片的需求约30片，总体需求每年以十亿来计量 在移动互联时代，由于手机换机周期拉长，全球智能手机总体出货量稳定，维持在 14亿部左右。随着光学、显示、射频、散热和电磁屏蔽等功能元器件和无线充电等方面 的创新，智能手机出货金额保持稳定上行的趋势。智能穿戴设备将多媒体、传感、无线通信、云服务等技术与日常穿戴相结合，辅助智能终端，实现用户交互、娱乐、健康等功能。IDC预测，2024年可穿戴设备全球出货量将达到6.37亿台（按CAGR12.4%计 算），带来无线短距通信芯片的每年亿计的需求。其中TWS智能耳机作为语音交互的重 要载体，集成各种智能应用，有望成为智能手机之后的消费电子热点。 进入物联网时代，智能手表、智能音箱和AR/VR眼镜等AIoT产品品类爆发，分流 部分手机功能，同时创造新增需求，智能音箱在语音交互和互联网服务取得突破，智能手表持续深挖儿童、健康和运动功能，智能家居从单品走向全屋智能。考虑到如智能安防和智能光感等领域尚处于成长期，IDC预测智能家居到2025年的CAGR为15.8%（根 据Statista数据）²，对无线短距通信芯片的总体需求每年以十亿来计量。 1https://new.idc.com/getdoc.jsp?containerlId=prUS46885820 2https:/www.idc.com/getdoc.jsp?containerId=prCHC47996821 2 星闪无线短距通信技术（SparkLink1.0）产业化推进白皮书 智能制造中的工业通信网络包括设备级、现场级、车间级、工厂级和企业级，分别覆盖不同大小的区域，主要负责双向传输生产制造、物流仓储等众多环节的大量信号和数据。现代化工厂网络结构复杂，布线、运营和维护成本高，在移动数据采集场景下， 无法部署线缆或部署不方便。无线通信是有效的解决方式，JuniperResearch"预计2025 年全球工业物联网的短距连接数将达370亿个。 1.2星闪技术的发展机遇 高质量的网络连接将驱动物联网和工业互联网的发展，结合云计算和人工智能，创造全新的经济生态、关键基础设施、生产制造和服务体系、新型应用和消费模式，在此过程中，会产生新的应用场景和需求，由此对无线短距通信技术提出了新的要求和挑战。下面以智能汽车、智能终端、智能家居和智能制造为例进行介绍。 智能汽车近年来在新四化方向上发展迅猛，车载功能日益丰富。随着自动驾驶、座舱交互等功能的持续增强，以及电子电器架构不断演进，车内通信的节点数及通信性能要求在不断提高。传统车内有线通信技术的发展瓶颈日益明显。这表现在节点数的增加致使线束长度的不断增加，进而引起线束成本大幅提升、整备质量提高以及人工安装成本提高。而且随着连接点的增加，受限于线束连接的客观限制，部件安装位置的灵活性将受到极大制约。据估计中等豪华车平均连接点超过4000个，并且由于人工安装接插 件，这也不可避免地引入了可靠性风险。 因此，为了有效满足车辆在制造生产过程中的成本控制、灵活部署、降低重量等方面的诉求，以无线通信替代部分有线通信完成数据传输和控制功能成为产业界发展重点。随着场景需求的不断提升，车内通信的无线化也对无线短距通信技术在低时延、高安全高可靠、抗干扰、大连接等方面提出了更高要求。例如，无线化的车载主动降噪业务要求噪音源麦克风到处理器再到头枕扬声器的端到端时延在百微秒，单向通信时延在二十微秒，而现有无线短距技术对应时延在几十毫秒量级，之间存在2-3个数量级差距。再 电过程控制，因此在连接数、可靠性、高安全性以抗干扰层面都对无线短距通信技术同 样提出了极高要求。 智能终端方面，智能手机、手表手环、耳机、笔记本和平板电脑等已成为常见的智 3htt