下一代藍牙標準即將發(fā)布！信道探測技術(shù)成為關(guān)注點，測量精度更高

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/莫婷婷）藍牙技術(shù)主要有四大應(yīng)用領(lǐng)域：音頻傳輸、數(shù)據(jù)傳輸、位置服務(wù)、設(shè)備網(wǎng)絡(luò)。位置服務(wù)是通過藍牙技術(shù)使一個藍牙設(shè)備能夠確定另一個設(shè)備的存在、距離和方向，與其他定位無線電相比更具備靈活性。

藍牙位置服務(wù)有多種不同的解決方案，一是傳統(tǒng)的是基于beacon和RSSI（接收信號強度指示）進行距離評估。二是藍牙技術(shù)聯(lián)盟在2019年1月的藍牙5.1新版本中的尋向定位系統(tǒng)，提出了AOA（到達角定位方案）和AOD（出發(fā)角定位方案），利用多天線技術(shù)來測量方位角。增加尋向功能使得定位精度更高。但這種方法也存在問題，因為多天線陣列對空間、成本都提出了要求，且部署復雜。

為了提高藍牙技術(shù)測量精度、傳輸?shù)目煽啃院托?，一種稱為信道探測（Channel Sounding）的技術(shù)應(yīng)運而生。信道探測技術(shù)最大的技術(shù)亮點在于高精度距離測量，預計在2024—2025年的下一代藍牙版本中正式發(fā)布。

藍牙信道探測有兩種不同的方法實現(xiàn)定位，一是引入基于相位的測距（PBR）的新方法，通過分析無線信號的相位來估算兩個無線設(shè)備之間的距離。二是采用與UWB類似的基于ToF（飛行時間）的測量方法，也就是RTT方法。藍牙信道探測將ToF和RTP兩種測距技術(shù)融入標準的BLE數(shù)據(jù)傳輸中，提升了測量精確度。

公開資料顯示，啟動器會給反射器先發(fā)送ToF數(shù)據(jù)，反射器接收后回復一個帶有接收時間標記的ToF數(shù)據(jù)包。利用光速，啟動器會得到一個初步的距離。在這之后，啟動器發(fā)送一系列聲音信號至反射器，反射器再將這些聲音信號返回。傳送過程會有相位差，對相位變化進行分析后，可以精確得到兩個設(shè)備之間的距離。

通道探測程序方法（圖源：NXP）

為了進一步提高測距精度、抗干擾能力，會進一步采用其他方法提高測距精度。據(jù)了解，在露天環(huán)境下達到±0.5米的精確度。

藍牙信道探測可在兩個藍牙設(shè)備之間實現(xiàn)安全、精細的測距，為藍牙數(shù)字鑰匙等藍牙設(shè)備提供更高的準確性和安全性。藍牙技術(shù)聯(lián)盟表示，在正式規(guī)范發(fā)布前，芯片供應(yīng)商、手機、汽車廠商已經(jīng)形成完整的供應(yīng)鏈，其中芯片廠商包括TI、高通、NXP、英飛凌、博通、泰凌等。

恩智浦的MCX W72無線MCU系列就支持藍牙信道探測標準，還帶有定位計算引擎 (LCE)，可大大減少測距延遲。采用96MHz Arm Cortex-M33內(nèi)核，獨立的無線子系統(tǒng)具有專用內(nèi)核和存儲器，減輕了主CPU的負載。在安全性方面，MCX W72系列集成EdgeLock Secure Enclave Core Profile（安全區(qū)域內(nèi)核配置）。除了支持藍牙，還支持Matter with Thread、Zigbee。

泰凌在近期向業(yè)界展示的第三代TLSR9 系列——物聯(lián)網(wǎng)無線SoC芯片TLSR925X，同樣支持藍牙信道探測。TLSR925X內(nèi)置RISC-V MCU，支持藍牙，2.4G，Zigbee，Matter等協(xié)議，且提供了高性能射頻，Zigbee為-103dbm，bluetooth LE S8為-105dbm。功耗更是該產(chǎn)品的最大技術(shù)優(yōu)勢，可以做到低至1mA量級。

隨著技術(shù)迭代，越來越多芯片廠商在產(chǎn)品中集成信道探測技術(shù)，以提高藍牙設(shè)備的通信性能和可靠性。無論是在消費電子、工業(yè)自動化還是智能家居領(lǐng)域，信道探測技術(shù)將在位置服務(wù)領(lǐng)域展現(xiàn)出其巨大的潛力和價值。