芯科科技信道探測解決方案

藍牙技術聯(lián)盟（BluetoothSIG）近期發(fā)布新的藍牙6.0標準，并推出信道探測（Channel Sounding）技術，可用于從智能門鎖和門禁系統(tǒng)到資產(chǎn)追蹤和管理的各個領域，釋放了物聯(lián)網(wǎng)的真正潛力，并通過實現(xiàn)智能和情境感知系統(tǒng)的最高精度距離測量，創(chuàng)建無縫的互聯(lián)網(wǎng)絡。本文將概略說明信道探測的基礎概念和新興的應用案例，最后還將介紹如何通過Silicon Labs（芯科科技）的BG2x系列藍牙SoC和軟件工具來快速實現(xiàn)此一新功能。

信道探測的優(yōu)勢

信道探測先前稱為高精度距離測量（HADM），該技術基于相位測距（PBR）、往返時間 （RTT）或兩者并用，精確測量兩臺低功耗藍牙連接設備之間的距離。

該技術可實現(xiàn)連接導向式雙向測距。

支持設備之間多達四個天線路徑—最大限度地減少多路徑影響，從而提高準確性。

提供增強的內(nèi)置安全功能，以降低中間人或中繼攻擊風險。

信道探測如何運作

信道探測是一種估算兩臺設備之間距離的方法，兩臺設備分別被指定為啟動器和反射器。這兩臺設備跨越 72個RF物理信道交換信息，首先由啟動器發(fā)射信息，然后由反射器作出響應。這種交替的發(fā)射和接收可實現(xiàn)精確的距離測量。該技術采用相位測距 (PBR) 或往返時間 (RTT) 或兩者并用，以在 2.4 GHz 頻譜范圍內(nèi)實現(xiàn)準確協(xié)調(diào)。該技術還支持一到四個天線路徑，以提高測量準確性和可靠性。

往返時間(RTT)

通信信道中的往返時間 (RTT) 是指信號從啟動器行進到反射器并再次返回所需的持續(xù)時間。通過評估飛行時間（ToF，啟動器和反射器之間交換數(shù)據(jù)包所需的時間），可以估算距離。為此，兩臺設備均記錄到達時間 (ToA) 和發(fā)射時間 (ToD)。分析啟動器和反射器的 ToA 和 ToD 之間的差異能為實現(xiàn)可靠的距離計算提供必要數(shù)據(jù)。而且就安全性而言，由于時間無法逆轉(zhuǎn)，RTT 也被認為是高度安全的。

相位測距(PBR)

相位測距 (PBR) 利用 RF 信號中的相位旋轉(zhuǎn)原理確定距離。在此過程中，啟動器發(fā)送具有特定頻率和振幅信息的信號，反射器則會在發(fā)送響應之前測量接收到的信號的相位。通過比較來自兩臺設備的信號之間的相位差，可以確定設備間的相對距離。PBR 具有顯著的安全優(yōu)勢，較之 RSSI（接收的信號強度指示）等方法尤其如此。鑒于操作相位信息具有復雜性，PBR 是較為安全的測距技術。

藍牙信道探測的目標應用

第一類：接近感知

開發(fā)低功耗藍牙設備，用于安全控制和空間門禁控制。

地理圍欄：地理圍欄用于通過限制對特定預定義區(qū)域的訪問以及跟蹤智能設備及其移動來實現(xiàn)自動化并增強安全性。信道探測有助于優(yōu)化地理圍欄應用并提高網(wǎng)絡的性能和可靠性。

門鎖：智能鎖可以使用智能設備遠程進行控制，并且僅允許處于指定訪問范圍內(nèi)的授權設備進入。信道探測可用于提高這些設備的準確性和可靠性，并有助于提高它們的安全性。

無線遙控門鎖：信道探測可確保只有處在預定義的系統(tǒng)（例如車輛）接近范圍內(nèi)的授權用戶和設備才能訪問系統(tǒng)。

第二類：定位解決方案

適用于資產(chǎn)管理和個人物品追蹤等應用。很好地融合了精確和便利的優(yōu)勢。

倉庫管理：倉庫管理包括監(jiān)控倉庫中的貨物存儲；跟蹤貨物移動、庫存控制；以及管理其他運營和物流。信道探測可以幫助提高倉庫管理系統(tǒng)的效率并進行系統(tǒng)優(yōu)化。

寵物追蹤：寵物跟蹤是另一種應用，可以使用信道探測提高位置跟蹤和查找的準確性，幫助主人隨時了解寵物的行蹤。

物品追蹤：與其他定位解決方案一樣，信道探測有助于提高物品跟蹤定位設備的準確性和可靠性。

信道探測用例

上車門禁

信道探測的一個主要用例是遙控無鑰匙上車。該技術用于通過測距進行區(qū)域檢測，驗證接近的用戶并解鎖車輛。它在數(shù)據(jù)信道之間建立的連接（在本例中，是鑰匙扣或手機與汽車上的錨點之間的連接）上使用藍牙測距。

室內(nèi)測距

信道探測為醫(yī)院、倉庫等設施提供解決方案，實現(xiàn)受限訪問和資產(chǎn)追蹤。它對門口的人員進行授權，經(jīng)過身份驗證后允許其進入，從而提高安全性。它還可以用于監(jiān)控資產(chǎn)，如醫(yī)療設備或其他高價值物品。

芯科科技信道探測解決方案

信道探測Radio Board（xG24-RB4198A）

EFR32xG24 信道探測無線電板 xG24-RB4198A 旨在與無線 Pro 套件主板（不包括）配合使用，以支持使用信道探測進行藍牙 LE 連接距離估計的產(chǎn)品的開發(fā)和原型設計。該套件包括一塊無線電板，建議已有主板可用的人士使用。對于信道探測應用，您需要一個發(fā)起者和反射者，因此您額外需要一塊無線電板。

信道探測Pro Kit (xG24-PK6036A)

EFR32xG24 信道探測 Pro 套件旨在支持使用信道探測進行藍牙 LE 連接距離估計的產(chǎn)品的開發(fā)和原型設計。Pro 套件包括兩個無線 Pro 套件主板、兩個偶極天線和兩個無線電板，可為 EFR32xG24無線 SoC 提供完整的參考設計。EFR32xG24 Pro 套件提供開發(fā)信道探測應用或其他大容量、可擴展 2.4 GHz 無線物聯(lián)網(wǎng)解決方案所需的所有工具。

EFR32xG24 開發(fā)套件

xG24 開發(fā)套件是一款緊湊、功能豐富的開發(fā)平臺。該套件為使用信道探測通過低功耗藍牙連接執(zhí)行距離估計的產(chǎn)品提供了最快的開發(fā)和原型設計路徑。這個開發(fā)平臺提供雙天線設計，支持高達 +10dBm 的輸出功率，并支持加速度計。該平臺可以通過 USB 連接或鈕扣電池供電。