蓝牙Channel Sounding是先革自己的命？

 

不久前，蓝牙正式发布了6.0版本，该版本最大的亮点是增加了一种新的蓝牙高精度定位技术：Channer Sounding。本文就详细的聊聊Channel Sounding。

 

 

蓝牙Channel Sounding新在哪里？

此前，蓝牙的定位能力有两种，一种是基于信号强度的算法（RSSI）、另外一种是基于角度的测算（AoA与AoD）。

蓝牙已有的两类定位模式都有各自的缺点，RSSI定位精度不够，且最致命的是稳定性差，信号容易漂；而AoA虽然定位精度不错，但是需要阵列天线，且2.4GHz频段下的阵列天线尺寸很大，在消费电子产品中显然是做不进去的。

所以，蓝牙需要一种新的定位模式来与UWB技术进行PK，Channel Sounding也由此诞生。

具体来说，Channel Sounding包含了两种不同的距离测量方法：

相位测距（PBR）：利用无线电信号的相位特性，通过测量不同频率信号的相位变化来估算距离。

往返时间（RTT）：通过测量信号在两个设备间往返的时间来计算飞行时间（ToF），从而估算距离。

测相位+测往返时间一方面对于定位精度有显著的提升，另外一方面，对于稳定性也提升了很多。

 

 

蓝牙Channel Sounding有哪些提升？
 

Channel Sounding相较于RSSI提升的点体现在：
 

定位精度：根据笔者了解的信息，CS的定位精度在理想的环境下甚至可以做到20-30cm的误差，这相比于RSSI几米的误差有数量级的提升。

定位稳定性：因为CS的定位机制采用的是相位测量和RTT测量相结合的方式，稳定性提升了很多。

安全性：蓝牙广播信号一个让人诟病的点就是容易被中继攻击，而加上RTT模式后，每个信号同样都有时间戳，有效的防止了中继攻击。

Channel Sounding相较于AoA提升的点在体现在CS可以单天线就可以工作，当然双天线的方案性能表现会更优一些，且同样的也在防中继攻击方面有提升。

 

 

Channel Sounding同样牺牲了一些东西
 

任何事物都有两面性，CS在定位测距性能的提升，同样也牺牲了一些东西。
 

首先是功耗，因为CS要不断的测算PBR与RTT，这会让MCU处于高频次的工作状态，目前市场上没有成熟的蓝牙CS芯片可供参考，但是根据某蓝牙芯片厂商的说法是，CS的峰值电流达到了80mA（单天线），或许未来产品成熟后功耗会得到优化，但这个功耗事实上已经跟目前国产的UWB芯片功耗差不多了（目前国产的UWB芯片峰值电流在30-40mA），所以CS是牺牲了BLE的低功耗优势的。

其次则是数据传输能力，之前的蓝牙每个信道的带宽是2M，而CS为了增加PBR与RTT能力，增加了很多新的信道，但这也就把每个信道的带宽从2M降到了1M，这同样的牺牲了一定的数传能力。

最后是MCU的能力，市场上的蓝牙芯片基本都SoC化了，也都有MCU，但CS的出现，对于MCU的性能要求更高，需要更好的算力资源，这会增加芯片的成本。

 

 

Channel Sounding可能替代蓝牙定位市场？
 

笔者在此前也写过，UWB与蓝牙在“相互偷家”。

蓝牙为了对标UWB的精准定位能力，推出了与UWB定位机制相似的CS。

而UWB为了对标蓝牙的数传能力，也在研究做一个广播标准，市场上也有企业在研究基于UWB的音频传输功能等。

而且，此前蓝牙最大的优势——手机都有蓝牙芯片这一点看起来也在被UWB快速追赶，iPhone已经标配了UWB好几年，三星也在高端机型普及了UWB（目前用的NXP芯片），而基于高通的“Wi-Fi+蓝牙+UWB”三合一的芯片预计在未来几个月内陆续亮相手机新品中。

所以蓝牙虽然很努力，但是依然挡不住UWB的趋势。

具体到各自的性能，Channel Sounding的出现很重要的一个应用场景是数字车钥匙，而事实上，数字车钥匙选用UWB很重要的一个点就是车载活体检测雷达功能，因为这个功能在欧洲市场是强制标准，而在其他市场，也同样会形成大家默认的一个标准。

甚至有部分车型上了UWB，单纯只是为了做活体检测雷达，而不是数字车钥匙。由此可见，UWB在汽车市场，是蓝牙CS所取代不了的。

而扩展到其他的点对点定位与测距的场景，这个的场景如果需要做比较精准的定位，往往需要测向，比如遥控器、无感支付等，这就需要阵列天线，这对蓝牙CS来说同样是不利的。

同样的，蓝牙BLE的低功耗优势是UWB所不具备的，目前市场上的多数UWB产品，甚至是用在B端行业的UWB产品，也往往有BLE芯片，用来做配对、唤醒等工作，以及在部分定位场景中用来做补充。

所以，UWB也无法替代蓝牙。

那说了这么多，蓝牙CS的潜在应用在哪里？或许就是在目前蓝牙RSSI的定位场景中形成平替。

当然即便实现对RSSI市场的平替都不是一件容易的事，一方面是CS的功耗高于RSSI很多，功耗就是成本；另外一方面，则是因为蓝牙6.0对于物理层的改变，5.X版本的蓝牙无法通过OTA升级到6.0，需要完全重新部署（这个点我们会在后续的系列文章中详细讨论）。对于应用方来说，同样也需要很长的时间进行替代渗透。

 

本文作者：银匠

本文来源：智能通信定位圈