下一代蓝牙标准即将发布！信道探测技术成为关注点，测量精度更高

电子发烧友网报道（文/莫婷婷）蓝牙技术主要有四大应用领域：音频传输、数据传输、位置服务、设备网络。位置服务是通过蓝牙技术使一个蓝牙设备能够确定另一个设备的存在、距离和方向，与其他定位无线电相比更具备灵活性。
 
蓝牙位置服务有多种不同的解决方案，一是传统的是基于beacon和RSSI（接收信号强度指示）进行距离评估。二是蓝牙技术联盟在2019年1月的蓝牙5.1新版本中的寻向定位系统，提出了AOA（到达角定位方案）和AOD（出发角定位方案），利用多天线技术来测量方位角。增加寻向功能使得定位精度更高。但这种方法也存在问题，因为多天线阵列对空间、成本都提出了要求，且部署复杂。
 
为了提高蓝牙技术测量精度、传输的可靠性和效率，一种称为信道探测（Channel Sounding）的技术应运而生。信道探测技术最大的技术亮点在于高精度距离测量，预计在2024—2025年的下一代蓝牙版本中正式发布。
 
蓝牙信道探测有两种不同的方法实现定位，一是引入基于相位的测距（PBR）的新方法，通过分析无线信号的相位来估算两个无线设备之间的距离。二是采用与UWB类似的基于ToF（飞行时间）的测量方法，也就是RTT方法。蓝牙信道探测将ToF和RTP两种测距技术融入标准的BLE数据传输中，提升了测量精确度。
 
公开资料显示，启动器会给反射器先发送ToF数据，反射器接收后回复一个带有接收时间标记的ToF数据包。利用光速，启动器会得到一个初步的距离。在这之后，启动器发送一系列声音信号至反射器，反射器再将这些声音信号返回。传送过程会有相位差，对相位变化进行分析后，可以精确得到两个设备之间的距离。
 

通道探测程序方法（图源：NXP）

 
为了进一步提高测距精度、抗干扰能力，会进一步采用其他方法提高测距精度。据了解，在露天环境下达到±0.5米的精确度。
 
蓝牙信道探测可在两个蓝牙设备之间实现安全、精细的测距，为蓝牙数字钥匙等蓝牙设备提供更高的准确性和安全性。蓝牙技术联盟表示，在正式规范发布前，芯片供应商、手机、汽车厂商已经形成完整的供应链，其中芯片厂商包括TI、高通、NXP、英飞凌、博通、泰凌等。
 
恩智浦的MCX W72无线MCU系列就支持蓝牙信道探测标准，还带有定位计算引擎 (LCE)，可大大减少测距延迟。采用96MHz Arm Cortex-M33内核，独立的无线子系统具有专用内核和存储器，减轻了主CPU的负载。在安全性方面，MCX W72系列集成EdgeLock Secure Enclave Core Profile（安全区域内核配置）。除了支持蓝牙，还支持Matter with Thread、Zigbee。
 
泰凌在近期向业界展示的第三代TLSR9 系列——物联网无线SoC芯片TLSR925X，同样支持蓝牙信道探测。TLSR925X内置RISC-V MCU，支持蓝牙，2.4G，Zigbee，Matter等协议，且提供了高性能射频，Zigbee为-103dbm，bluetooth LE S8为-105dbm。功耗更是该产品的最大技术优势，可以做到低至1mA量级。
 
随着技术迭代，越来越多芯片厂商在产品中集成信道探测技术，以提高蓝牙设备的通信性能和可靠性。无论是在消费电子、工业自动化还是智能家居领域，信道探测技术将在位置服务领域展现出其巨大的潜力和价值。