蓝牙也可以测距定位，精度1m且不用阵列天线！

蓝牙是目前使用最广泛的有源IoT连接技术，它在定位产业也扮演着重要的角色。

而蓝牙的定位模式有几种，RSSI与AoA想必大家都很熟悉，我们在此前的系列文章中对它们也都有详细的介绍。

但今天，我们要讨论的主角是蓝牙的第三种定位模式：CS (Channel Sounding-信道探测)。

据了解，蓝牙技术联盟（SIG ）在2022年11月公开技术规范草案CS，预计在2024-2025年正式发布，可能在蓝牙5.5或蓝牙6.0版本中进行更新。

信道探测（Channel Sounding）介绍   

CS的特点是信道探测同时通过相位测量及RTT(往返时间)测量来进行距离估算并相互修正，精度更高且具备安全防护机制。

低功耗蓝牙信道探测在2.4GHz频段上定义了79个射频物理信道，实际使用72个。如下表:

从上表中可以看出CS物理信道的定义与经典蓝牙79个物理信道相同，未实际使用的5个信道均是或靠近低功耗蓝牙主广播物理信道(2402/2426/2480MHz)，为了避免干扰而未被使用。

BLE CS提供一种相位测距（PBR：phase‑based ranging）方案，主要用于两个 BLE 设备之间的高精度距离测量 (HADM: high accuracy distance measurements)。

在频率f上，PBR测量信号通过距离D传播时的相移来计算距离的。当使用两个或多个不同频率的信号时，可以测量信号之间的相位差来精确估计距离。

当使用信道探测估计距离时， 一个设备启动程序(initiator)， 第二个设备在不修改相位的情况下重复信号传输(reflector)。

对于频率为fi 的每次传输， initiator测量发射信号和接收信号之间的相位变化。

未编码的窄带恒定包信号可以使用单个天线发送或接收，以便支持标准低功耗蓝牙芯片。

相比于RSSI与AoA，CS的优势是什么？   

基于目前获取到的信息，我们将CS与RSSI以及AoA/AoD的特点进行了对比。

总结来说，CS相比于RSSI与AoA，它的优势是：

相较于RSSI来说，CS的定位精度有明显的提升，根据我们从方案商了解到信息来看，CS在理想状态下的定位精度可以做到1m以内，一般宣传口径是1m左右，这比RSSI的精度高了很多，此外，CS比RSSI的稳定性提升了非常多，因为RSSI定位是基于信号强度，信号强度容易漂，稳定性就会很差。

相较于AoA/AoD而言，最大的优势是不需要增加阵列天线，CS是一种相位雷达模式，单天线就可以实现，而AoA的精度虽然较高，但是推广最大的问题就是需要加阵列天线，这对于很多C端产品来说，是不太现实的。

CS会成为未来蓝牙定位的主流吗？   

基于以上对于CS定位特点的分析，我们非常看好CS未来会成为蓝牙定位市场最主流的方案，理由如下：

第一：性能提升明显，性能的提升体现在2个方面，第一是定位精度，第二是定位的稳定性，当然，这个提升主要是相比于RSSI而言。

第二：对目前的蓝牙产品不用造成任何额外的负担，只需要芯片支持CS的标准即可，不像AoA有阵列天线的限制，可以完全复用蓝牙现有的庞大生态资源。

第三：目前头部企业都在积极布局，包括主要的蓝牙芯片厂商以及方案商都在积极布局该技术，且从我们调研到的信息来看，大家对该技术都抱有的极高的期待。

蓝牙CS出来之后，会威胁到UWB的地位吗？笔者觉得并不会，因为CS的定位精度依然与UWB有较大的差距，且UWB生态也会在未来几年保持高速发展。

在未来的竞争格局中，UWB+BLE双模产品会越来越成为主流。