2023年星闪标准、技术及应用.pdf

星闪标准、技术及应用2023-08场景应用标准、测试认证标准等星闪联盟简介团标制定测试认证申请使用联盟技术和标准联盟授权实验室测试认证联盟颁发证书，授权使用Logo产业落地样机开发芯片开发小规模试点规模推广应用场景智能汽车智能家居智能终端智能制造星闪联盟实验室应用示范新无线短距底层通信标准（PHY/MAC/射频）跨应用场景统一车载场景标准（车载技术要求和试验方法）行标组织合作联盟标准输出需求导入产业生态联合推劢2020年9月22日，星闪联盟（SparkLink Alliance）正式成立。联盟致力于全球化，目标是推劢新一代无线短距通信技术创新和产业生态，承载智能汽车、智能家居、智能终端和智能制造等场景应用并满足极致性能需求。4大产业领域产业链上下游全覆盖354家成员单位智能终端智能汽车智能家居智能制造01020304050607080芯片/模组厂商汽车零部件厂商智能终端、智能制造、家居厂商应用厂商电子企业测试仪表厂商通信厂商高校、科研院所汽车厂商行业机构积极吸纳行业头部企业加入，53家，占比18%深圳市企业 65家，占比22%国际企业 13家，占比5%联盟会员规模持续扩大星闪产业生态拓展：以OpenLab为依托，积极开展生态赋能和拓展生态赋能开发者社区：运营联盟官方开发者社区，提供相应的技术答疑，定期技术培训和分享创新大赛：组织“星闪杯”创新大赛，面向重点高校培养开发者，扶持高价值应用走向商业化星闪SIG：邀请丏家级人才担仸SIG负责人，完成所在行业的技术传播生态拓展智能汽车：360环视，无线钥匙，氛围灯，车机，wBMS，分布式音响智能终端：星闪Audio，无线MIC，无线投影，键鼠手柄，平板，手机智能家居：全屋智能智能制造：工业网关团队建设：构建技术力量和团队，支持企业产品开发，对外进行技术授权、赋能和培训开发板：星闪开发板以及配套说明书、开发手册，可开放购买协议栈：基于主流OS的开放协议栈软件，对接主流IoT开发者社区参考设计：典型应用软硬件参考设计，对接模组商和方案平台公司OpenLabOpenLab定位成为一流的星闪技术与应用创新孵化平台愿景Vision为星闪应用企业提供高质量的服务和资源，促进星闪技术的发展和应用使命Mission价值观Value创新、合作、责仸、开放、公正合作合作开放开放责任责任创新创新公正公正应用企业应用企业Openlab运营建立技术使能和创新孵化能力，推劢星闪技术的快速落地不应用产业趋势：新应用场景，新无线短距通信需求百us量级流媒体后视镜协同机械臂车载主劢降噪大屏/智能音箱新短距十ms量级手机、平板、路由器、家电宽带局域网低时延高可靠99.999%99.99%99%99.9%ms量级百ms量级耳机手表手环低功耗个域网应用VR车载无线投屏交互式游戏密集部署精同步s级*数据来源:Gartner技术性能指标对比分析关键能力BT5WiFi6星闪SLB星闪SLE关键技术自适应跳频、降码率扩覆盖、分级广播OFDMA，MU-MIMO，1024QAM等CP-OFDMA，超短帧，同步传输，多域协调，极简通信，1024QAM等频段2.4GHz2.4GHz,5GHz,5.8GHzSub 1G,2.4GHz,5.1GHz,5.8GHz峰值速率2Mbps9.6Gbps单载波900M，多载波14Gbps12Mbps时延十余毫秒十余毫秒，抖劢大单向20微秒单向125微秒可靠性低（无信道编码）中（初传90%）99.999%99.999%同步精度微秒级异步系统，无同步能力亚微秒级微秒级多用户能力37个数十个40961024，支持单播、可靠组播抗干扰能力弱（基于跳频的干扰随机化，负载上升后碰撞明显）弱（分布式侦听避让，节点增加冲突加剧）高最小SINR：-5dBPolar数据信道编码+快速HARQ快速干扰侦听避让（FISA）+多点精同步高最小SINR：-3dBPolar数据信道编码快速自适应跳频安全性低（存在中继攻击风险）中（存在降级攻击风险）高（双向认证，算法协调保障）高（双向认证，算法协调保障）20242023SLBTR5510SLE WiFi6 2*2 BT/BLE 5.2 SLB 商规TR5510 车规版，AECQ100创耀2023Q2星闪SLE、WIFI6、蓝牙多模芯片商用，车规级芯片年底商用创耀（苏州）芯片TR5510创耀（苏州）芯片TR55102024SLBDX-T601SLE SLB/SLE 商规中科晶上2023Q2星闪SLE、SLB芯片商用，暂无车规级芯片规划中科晶上芯片DX-T6012023中科晶上芯片DX-T601THANK YOU!行业面临挑战，需要星闪创新断代短距离无线通信技术创新断代技术无线短帧：20.833s，调度粒度&周期适配业务音频48kHz采样率跨层透传基于业务特征调度优化精同步 1s 短周期同步导频分布式多点自同步机制高可靠Polar+AMC+HARQFISA快速干扰同步协调规避端-端安全保障强制双向认证高强度密码算法挑战3：难以解决密集部署的抗干扰要求挑战1：低时延、高幵发的新业务需求挑战2：家庨影院无线部署的音视频精同步需求 车载电话 车载音频车钥匙投屏/电影/游戏投屏/电影/游戏/降噪 主劢降噪：传输时延 100s 环绕声场：同步精度 1s 无线投屏：百毫秒级 数十设备并发 环绕声场：同步精度 1s 投屏：回控时延 20ms 无损音质：96kHz采样率，24比特量化，7.1.4声道并发 密集部署场景干扰大，业务体验差家庭WiFi信号分布图高峰期间地铁车厢高幵发 256 业务并发时频资源协调&调度OFDM邻道正交原创的超低时延、抗干扰、精同步无线短距通信技术星闪竞争力星闪关键技术时延20us超短帧结构基于业务特征的半持续调度跨层调度优化多点同步精度99.999%Polar码（数据+控制）快速HARQ重传FISA干扰规避单流峰值谱效率5bps/Hz1024QAM16载波聚合多天线复用多业务幵发4096节点标识跨时频域复用端到端信息安全强制双向认证高强度密码算法低功耗痛点分析：现有低功耗短距幵发能力弱、传输丌可靠、通信时延大业务幵发能力弱：BLE仅支持P2P，传输速率受限丌支持高品质音乐场景：蓝牙P2MP高品质多音频流并发。痛点：多设备业务并发时空口占空比高，极易导致音频业务断续或者链接中断。音频广播无ACK机制，可靠性差。场景：展会、火车站、机场等区域进行音乐或通话业务。痛点：极易受到2.4GHz信号干扰，出现卡顿断音等现象。抗干扰能力弱：无编码和物理层保护，易出现卡顿断音问题通信时延大，音画操控丌同步（事件周期最短7.5ms，丌支持电竞应用）场景：电池管理系统（BMS）、氛围灯控制。痛点：支持20200个节点快速接入和P2MP数据并发，同步精度小于25us。场景：电竞鼠标、游戏控制器、电竞耳机痛点：回报率低，鼠标丢帧多，移劢起来感觉就卡电竞玩家和一些对鼠标精度要求高的修图工作者往往不会选择无线鼠标鼠标丢帧，操作卡顿音频时延大，音画丌同步高密度组网（自发现自配置，1024节点快速接入和传输）鲁棒性抗干扰（正确率99.999%）高效率（物理层单链路12Mbps，支持无损音质）低时延（单向传输时延125us）高安全技术需求短帧结构&随路信令免竞争接入&广播信道卸载&P2MP双向交互发现&高速传输高阶调制&大带宽传输Polar&链路自适应&可靠组播强口令配对&多算法支持潜在增强技术低功耗（同等速率下优于BLE）低功耗波形&深度精准休眠低时延抗干扰高效率多业务幵发低功耗高安全BTWiFi新短距SLB新短距SLE低功耗星闪SLE：支持高密度、抗干扰、低时延、高效率的低功耗连接沉浸式车载声场&降噪：需满足超低时延(100us)主劢降噪要求端到端时延100us，对应单向通信时延丌超过20us噪声采集和数字化时延：35us两级信号传输和处理时延：42us噪声处理时延：12us声信号处理时延：11us*Source:BOSEWiFi多用户竞争时延组帧译码编码6-10ms（5-20通道）几十us几十us几十us十余msLDPCBT多用户等待时延组帧高层检错6.25-25ms（5-20通道）625us几十us数十ms无FEC超低成本芯片连接时延7+通道，增加连接建立时延（数十ms）引入20-50us处理时延会导致5-10dB的额外降噪性能损失*Source:EDN,A perspective on digital ANC solutions in a low latency dominated world,2017.No latency20us latency50us latency多用户竞争和等待机制导致低时延和同步性能无法保障星闪组帧译码编码2us10us4us20us侦听2usRS/Polar现有短距离通信技术无法满足节点类型数量传输速率(Mbps)传输可靠性摄像头3+；后视镜、左后视镜、右后视镜分辨率720P（像素：1280*720），像素刻画12bit（YUV 1.5bit,像素精度8 bit），帧率60fps，压缩率80;(速率8.3Mbps);分辨率1080P（像素：1920*1080），像素刻画12bit（YUV 1.5bit,像素精度8bit），帧率60fps，压缩率80;(速率18.7Mbps);99.999%+屏幕3+后视镜、左后视镜和右后视镜CDC1支持多路并发五大技术优势超清不变形破雨破雾高清后视3倍超宽视野实时传输丌丢帧对后车灯自劢调节，防炫目流媒体后视镜有效避免视觉盲区2019年奥迪e-tron已商用流媒体后视镜*来源：互联网盲区盲区流媒体可视区域后视镜流媒体视频传统后视镜区域流媒体后视镜端到端时延30ms，单向时延4ms至少支持720p，传输速率至少为8.3Mbps对于1080p，传输速率至少为18.7Mbps至少支持3路摄像头和3路屏幕，支持高可靠传输360环视至少支持4路摄像头和1路屏幕，同步精度小于1ms（无缓存拼接）流媒体后视镜业务需求当前无线技术难以满足大带宽流媒体：确定低时延(5Mbps，支持电压、温度等实时业务采样周期：50kg豪华车平均连接点：5000个连接器数量：300500个线束总价占整车成本：3%线束安装占人工成本：50%整车无线化改造的梳理车载无线传输车载有线传输2021年因线束导致的召回事件16起，平均1.3起/月*来源：线束世界现有短距离通信技术无法满足智能家居：要求抗干扰、低时延、精同步家庨应用痛点问题和应对：多音箱播放不同步（部分HiFi产品要求多音箱同步精度小于1us）游戏交互时画面、声音和操控不同步（电竞双向时延要求小于5ms）目前市面上通过type-C转网线来使能手游低时延应用，但是对于用户体验造成影响音画不同步音频领先视频不超过 15 毫秒，音频落后视频不超过 45 毫秒*来源：互联网*来源：互联网现有短距离通信技术无法满足业务用例可靠性空口时延周期通信时延数据包大小设备数量服务区域运劢控制/闭环控制工业印刷机99.999%99.999999%125500us100100m*100m*30m机器工具0.5ms50bytes2015m*15m*3m打包机器99.9999%1ms40-250bytes10099.9%50ms10000/1km2智能制造：低时延、高可靠、精同步需求强烈高可靠性、确定性低时延和高精度同步是工业互联网核心需求，现有短距离通信技术无法满足