TCAAMTB 137-2023 数字钥匙系统射频技术要求及性能测试方法

ICS43.040.10CCST35团体标准T/CAAMTB137—2023数字钥匙系统射频技术要求及性能测试方法RadioFrequencytechnicalrequirementsandperformancetestmethodsofdigitalkeysystem2023-06-30发布2023-07-01实施中国汽车工业协会发布T/CAAMTB137—2023I目次前言.................................................................................II1范围...............................................................................32规范性引用文件.....................................................................33术语和定义.........................................................................34数字钥匙...........................................................................45数字钥匙系统射频技术要求...........................................................46数字钥匙系统要求及性能测试方法.....................................................6T/CAAMTB137—2023II前言本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国汽车工业协会车用电机电器电子分会提出。本文件由中国汽车工业协会归口。本文件起草单位：上海科世达-华阳汽车电器有限公司、同济大学。本文件主要起草人：沈建于、吴晓磊、闵嘉奇、刘宏波、李攀、李雷。本文件为首次发布。T/CAAMTB137—20233数字钥匙系统射频技术要求及性能测试方法1范围本文件就使用超宽带技术（UltraWideBand，以下简称UWB）,低功耗蓝牙技术（BluetoothLowEnergy,以下简称BLE）以及近场通信技术（NearFieldCommunication,以下简称NFC）的汽车数字钥匙，设立了系统性的射频技术要求以及测试验证方法。本文件适用于使用UWB,BLE以及NFC的汽车数字钥匙系统，包括且不限于兼容使用UWB、BLE或NFC技术的实体汽车钥匙，手机及智能手表等其他智能穿戴设备。本文件内的测试项仅针对单个有效的数字钥匙。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。车联网联盟数字秘钥3.0版规范（CarConnectivityConsortiumDigitalKeyRelease3.0）3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。数字钥匙数字钥匙是指使用超宽带技术（UWB）、低功耗蓝牙技术（BLE）或近场通信技术（NFC）实现车辆无线控制功能的钥匙，包括且不限于实体汽车钥匙，手机及智能手表等其他智能穿戴设备。车内信号车内信号是指数字钥匙系统通过UWB或BLE技术判断为车内的位置时发出的信号。车内信号溢出车内信号溢出是指在车外的位置但被数字钥匙系统通过UWB或BLE技术判断为车内的位置。车内盲区车内盲区是指在车内的位置但被数字钥匙系统通过UWB或BLE技术判断为非车内的位置。锚点锚点是指安装于车辆上可实现同数字钥匙进行无线通信的模块节点，通常指BLE锚点或UWB锚点。车外信号车外信号是指数字钥匙系统通过UWB或BLE技术判断为车外的位置时发出的信号。车外信号溢出车外信号溢出是指在车内的位置但被数字钥匙系统通过UWB或BLE技术识别为车外的位置。无钥匙进入系统无钥匙进入系统是指携带有效数字钥匙在靠近车辆一定距离时，车辆自动解锁；离开车辆一定距离时，车辆自动上锁的一种控制系统。T/CAAMTB137—20234NFC读卡器安装在车内用于启动车辆的读卡器为车内读卡器,安装在车外用于解闭锁车辆的读卡器为车外读卡器,如无特殊说明,NFC读卡器既包含车内读卡器也包含车外读卡器。NFC数字钥匙系统反应时间按照测试级别来分类,反应时间分为交易时间和总体时间；交易时间是指从读卡器检测到卡到交易流程完成所需的时间；总体时间是指从数字钥匙靠近到要求的读卡距离开始,到整车功能执行完成所需的时间。参考图1。图1NFC反应时间定义读卡距离NFC数字钥匙离NFC读卡器标识平面能被读取信息的垂直距离即为读卡距离。低功耗卡片检测读卡器可以采用低功耗卡片检测(LowPowerCardDetect,以下简称LPCD)来降低休眠模式静态功耗,这种模式下读卡器会周期性的发送LPCD短脉冲,通过检测NFC天线端相位或幅度的改变,读卡器可以识别出靠近的NFC数字钥匙并且退出休眠模式准备开始后续的交易。LPCD检测距离NFC数字钥匙离NFC读卡器标识平面能唤醒读卡器的垂直距离即为LPCD检测距离。应用程序具备控制车辆权限的应用程序或手机钱包。4数字钥匙数字钥匙系统连接距离测试的环境要求对于数字钥匙系统连接距离测试，要求待测试车辆应放置在周围15米保持空旷且平坦的露天环境进行测试。车内信号覆盖及溢出测试的环境要求对于数字钥匙系统车内信号覆盖测试及车内信号溢出测试，要求待测试车辆应放置在周围3米保持空旷且平坦的露天环境进行测试。数字钥匙系统实车测试的环境要求对于数字钥匙系统实车测试，要求待测试车辆应放置在周围15米保持空旷且平坦的环境进行测试。NFC数字钥匙系统测试环境要求对于所有NFC数字钥匙相关测试，要求待测试车辆应放置在周围1米保持空旷且平坦的环境进行测试。读卡器外表面应保持干燥,无结晶,水珠,起雾等现象。5数字钥匙系统射频技术要求UWB射频规范T/CAAMTB137—20235使用频率：7235-8750MHz。信号带宽（-10dB带宽）至少500MHz。等效全向辐射功率：如表1所示。表1等效全向辐射功率限值频率范围(GHz)限值(dBm/MHz)检波方式1.6GHz以下-90有效值（RMS）1.6-3.6GHz-853.6-6.0GHz-706.0-9.0GHz-41dBm9.0-10.6GHz-7010.6GHz以上-85窄带杂散辐射限值：如表2所示。表2窄带杂散辐射限值发射机状态48.5-72.5MHz76-108MHz167-223MHz470-798MHz（测试带宽100KHz）30M-1GHz内的其他频段（测试带宽100KHz）1-40GHz（测试带宽1MHz）工作-54dBm-36dBm-30dBm待机-57dBm-57dBm-47dbm蓝牙射频规范使用频率：2400-2483.5MHz。等效全向辐射功率：1.合成天线增益小于10dBi时，不大于20dBm；2.合成天线增益大于等于10dBi时，不大于27dBm。计算公式为：𝑃𝑒.𝑖.𝑟.𝑝=∑(𝐴𝑘+𝐺𝑘)+𝐺𝑏𝑓𝑛𝑘=1···························································(1)式中：Pe.i.r.p为等效全向辐射功率；n为设备最大天线数；Ak为端口功率；Gk为天线增益；Gbf为赋形增益，以上参数均使用对数量纲。等效全向辐射功率谱密度，不大于20dBm/100kHz。频率容限：不大于20×10-6。带外发射功率：使用频率上下限处的最大等效全向辐射功率不大于-80dBm/Hz。杂散发射：如表3所示。表3杂散发射限值频率范围限值测量带宽检波方式30MHz-1GHz-36dBm100kHzR毫秒1GHz-12.75GHz-30dBm1MHzR毫秒注：对应载波2.5倍信道带宽以外为杂散域。特殊频段杂散发射：如表4所示。T/CAAMTB137—20236表4特殊频段杂散发射限值频率范围限值测量带宽检波方式48.5-72.5MHz-54dBm100kHzR毫秒76-118MHz-54dBm100kHzR毫秒167-223MHz-54dBm100kHzR毫秒470-702MHz-54dBm100kHzR毫秒2300-2380MHz-40dBm1MHzR毫秒2380-2390MHz-40dBm100kHzR毫秒2390-2400MHz-30dBm100kHzR毫秒2400-2483.5MHz*-33dBm100kHzR毫秒2483.5-2500MHz-40dBm1MHzR毫秒5150-5350MHz-40dBm1MHzR毫秒5725-5850MHz-40dBm1MHzR毫秒*注：2400-2483.5MHz频段杂散限值要求为带内杂散发射NFC射频规范使用频率：13.553-13.567MHz。读卡器磁场辐射强度：1.5A/m-7.5A/m。6数字钥匙系统要求及性能测试方法数字钥匙系统连接距离测试数字钥匙系统连接距离测试旨在测试数字钥匙与车辆之间的连接距离是否满足要求。6.1.1数字钥匙系统连接距离测试方法a)车内除数字钥匙系统的其他所有射频信号，包括且不限于车载WiFi信号、NFC读卡器、车载蓝牙电话、无线充电器等设备，均需处于关闭状态；b)整车车窗保持关闭状态；c)车辆上的锚点持续广播符合CarConnectivityConsortiumDigitalKeyRelease3中定义的PassiveEntryAdvertising或可被连接的私有协议广播。d)以车辆中心为圆心，10米为半径画圆。车头方向为0°,每隔15°标记一个测试顺时针一圈，共24个测试点；e)使用一个已知增益的蓝牙天线，在测试点距地1米位置放置，并将天线最大增益方向朝向圆心。天线连接频谱仪或者可识别蓝牙广播频道及RSSI的蓝牙分析仪进行信号采集。每个测试点分别采集三个广播频段（2402MHz，2426Mhz及2480MHz）10秒；f)频谱仪设置要求：1)Span：ZEROSPAN；2)RBW:3MHz；3)VBW：3MHz；4)Detector：Peak；5)Mode：Clear/Write；6)Sweeptime：≥一个广播包持续时间；7)Trigger:上升沿触发。g)数据包传输后，测试仪被触发，在一个持续时间内进行扫描广播。扫描应从前导码中第一个比特的开头开始；h)记录扫描的峰值功率值（Ppk）；i)测试仪计算至少20%-80%的持续时间内的平均功率。连接距离测试点位置图如图2所示：T/CAAMTB137—20237图2数字钥匙系统连接距离测试点划分6.1.2数字钥匙系统连接距离测试要求a)在每个测试点数据使用下列公式进行分析：𝑃24𝑥𝑥,𝑦=𝑃𝑟𝑒𝑐𝑒𝑖𝑣𝑒,24𝑥𝑥,𝑦−𝐺𝑎𝑛𝑡𝑒𝑛𝑛𝑎,24𝑥𝑥···················································(2)𝑃𝑦=𝑀𝐴𝑋{𝑃2402,𝑦,𝑃2426,𝑦,𝑃2480,𝑦}·······················································(3)式中：𝑃24𝑥𝑥,𝑦为y度测试点上接收的2402/2426/2480MHz的信号强度；𝐺𝑎𝑛𝑡𝑒𝑛𝑛𝑎,24𝑥𝑥为天线在2402/2426/2480MHz的最大增益；𝑃𝑦为y度测试点的最终信号强度。每个测试点的最终信号强度为三个广播信道中最强的信号强度。b)每个测试点的最终信号强度均需符合如下技术要求：表5最