蓝牙6.0信道探测的创新功能

根据蓝牙技术联盟（Bluetooth SIG）发布的《2025蓝牙市场更新》报告，2025年全球蓝牙设备出货量与上一年相比将增长12%，突破54亿台，达到一个新的里程碑；未来五年，蓝牙设备的出货量预计将以8%的复合年增长率持续攀升，到2029年达到近80亿台。毋庸质疑，蓝牙技术已经成为物联网时代应用极为广泛的无线互连基础设施，渗透到我们生活的方方面面。

蓝牙技术发展之路

相较于其他无线技术，蓝牙能够获得今天这样的“江湖地位”不是偶然的。回顾其发展历程，从上个世纪90年代面世到2024年发布蓝牙6.0核心规范，蓝牙技术一直在紧随市场的发展，不断迭代和进化，极具“进取心”。

蓝牙1.0时代

尽管初代的蓝牙技术传输速率不足1Mbps，但其确立了蓝牙“短距离基础音频和数据传输”的角色定位，通过市场试水，找到了自身的立足点。

蓝牙2.0时代

2004年发布的蓝牙2.0将传输速率提升至3Mbps，并引入了ESR技术，提升了多任务处理和多设备运行的能力，稳固了其在无线键盘、鼠标等PC外设，以及立体声耳机应用中的市场地位。

蓝牙3.0时代

其结合Wi-Fi技术，将蓝牙的理论传输速度提高至24Mbps，以满足高速数据传输、多媒体共享等应用所需。这可以看做是蓝牙“不安于现状”、向新疆界拓展的一次尝试。你会发现，蓝牙这种“勇于破圈”的基因，贯穿着其整个发展历程。

蓝牙4.0时代

这是蓝牙发展历史上一个重要的里程碑，因为在这个新版本规范中，引入了BLE（Bluetooth Low Energy）蓝牙低功耗技术，正好契合了2010年代快速崛起的物联网设备对于低功耗数据传输的需求。随着后续4.1和4.2版本中对于传输速率和连接性能的优化，终令蓝牙技术成为海量低功耗物联设备的标配，尽享物联网发展的“红利”。

蓝牙5.0时代

蓝牙5.0全方位提升了上一代蓝牙标准性能——与4.2规范相比，其传输速率提升一倍（可达2Mbps），有效传输距离可增加至4倍（理论上达300米），数据包容量也提升至8倍。同时，5.x时代的蓝牙还在通过不断引入新功能，以支撑更多创新的应用，比如：蓝牙5.1中新增寻向功能（AoA/AoD），5.2中添加了多设备同步音频的增强版LE Audio，5.4中强化了对更复杂的Mesh网络的支持等。

蓝牙6.0时代

去年发布的蓝牙6.0核心规范，被认为是蓝牙技术迈向“IoT 2.0”的标志。蓝牙6.0是首个基于全新底层协议架构的版本，从其身上可以发现很多“颠覆性”的亮点。

混合通信模式：蓝牙6.0整合了经典蓝牙、低功耗蓝牙（BLE）和新增的超高速模式（UHS），单设备可同时支持语音、低功耗和高速数据传输多种场景。

大幅提升频谱效率：采用OFDM技术，理论传输速率可达50Mbps，为支持4K无线音频流或AR/VR设备高清数据传输奠定了基础。

AI驱动高效连接：内嵌机器学习模块，可动态优化信道选择和干扰规避，提升复杂环境下的稳定连接。

蓝牙信道探测功能：这也是蓝牙6.0中颇为吸睛的一个新功能，它可以让未来的蓝牙技术实现厘米级的测距精度，获得更强的空间感知能力，进而在新兴的室内定位、物品追踪等应用中，具备与其他无线技术“掰腕子”的实力。

全新的蓝牙信道探测

如上文所述，在蓝牙6.0核心规范诸多升级特性中，特别令开发者兴奋的，莫过于“蓝牙信道探测（Bluetooth Channel Sounding）功能。究其原因，这主要是因为大家已经能够感受到相关市场的快速崛起——根据ABI Research的预测，从2024年到2029年，用于蓝牙定位服务的设备出货量将增长至2.68倍，年复合增长率高达22%。

基于蓝牙技术进行测距，这不是一个新概念。实际上在BLE首次发布时，就包含了“Find Me”配置文件，可基于接收信号强度指示器（RSSI）来估计两个蓝牙设备之间的距离。不过，RSSI的原理是根据无线信号的强弱来估算设备间的距离，因此精度不高，通常只能达到数米，且安全性不足，难于满足更多新兴应用所需。

后续发布的蓝牙测向技术（Direction Finding），虽然可以利用硬件、角度测量和三角测量在多个设备之间实现比RSSI更高精度的测距，但由于其需要相对“笨重”的天线阵列，增加了系统设计的复杂性，也限制了其应用的范围。

而信道探测技术的出现，则有望补齐传统蓝牙测距技术的短板：其无需额外的硬件成本，软件占用容量也很小，且继承了低功耗的特性，可以为BLE测距应用提供更简单、更可靠的解决方案。

具体来讲，信道探测的精准、安全测距是通过基于相位的测距（PBR）和往返计时（RTT）两种技术实现的。

PBR技术的工作原理是，由发起方设备向反射器设备发送信号，反射器设备返回该信号，该过程在多个频率中重复，并根据这些频率上发射和接收信号之间的相位差计算出设备之间的距离。

同时，信道探测技术还将RTT作为一种辅助测距方法——发起方设备将加密加扰的数据包发送给反射器设备，后者返回数据包，根据数据包来回传输所花费的时间可计算出设备之间的距离。RTT提供独立的距离测量，并以此来交叉检查PBR测量结果，可有效对抗中间人（MITM）中继攻击，显著降低测距中的安全风险。

根据蓝牙技术联盟提供的测试数据，蓝牙信道探测功能可支持100米的测量范围，精度误差在±50cm以内；而当测量范围小于5米时，其精度误差可达到10cm以内。如果将蓝牙信道探测功能与蓝牙5.1所支持的寻向功能相结合，则可在室内实现厘米级的定位功能，让更多高精度、低功耗、更安全的蓝牙位置和定位应用成为可能！

快速上手蓝牙信道探测开发

既然已经get到蓝牙信道探测技术的巨大市场潜力，那么对于开发者来说，下一个关键问题就是：如何快速上手蓝牙6.0的开发，设计出支持蓝牙信道探测功能的创新产品？

好消息是，Nordic Semiconductor（以下简称Nordic）已经将信道探测功能集成到其新近发布的nRF54系列蓝牙无线SoC中！

熟悉Nordic的小伙伴都知道，其一直是蓝牙技术迭代和应用落地的积极推动者，nRF54L系列是在之前大获成功的nRF52系列基础上，推出的新一代蓝牙无线SoC，旨在帮助开发者紧随市场和标准发展的脚步，快速创建出下一代物联网产品。

与上一代产品相比，nRF54L系列定位于高能效、集成式、多用途MCU，其设计“新意”体现在：

更强的处理能力

nRF54L系列SoC集成128MHz的Arm Cortex-M33处理器，与nRF52840相比处理能力提高一倍，处理效率提高三倍，使其在面对更具挑战性的应用场景时游刃有余。

更低的系统功耗

与nRF52840相比，nRF54L系列将低功耗2.4GHz无线电与高能效的MCU相结合，可显著降低典型BLE用例的功耗，同时提供高达8dBm的发射功率和-96dBm的接收灵敏度。

支持多通信协议

nRF54L系列支持BLE 6.0协议，包括信道探测功能。同时，其还支持蓝牙Mesh、Zigbee、Thread、Matter、Amazon Sidewalk和专有2.4GHz协议，还可搭配nRF70系列协同IC运行Wi-Fi协议栈，成为无线互连的多面手。

具有高级安全功能

nRF54L系列集成了安全启动、安全固件更新、安全存储、由TrustZone支持的可信执行环境、具有侧信道泄漏保护功能的加密加速器和篡改检测器等功能，以满足更高级的安全需求。

丰富的外设和RISC-V协处理器

nRF54L系列配备了SPI和高速串行接口，以及一个14位ADC（用于更高分辨率的模拟传感器测量）、一个全局RTC。该无线SoC还集成了一个RISC-V协处理器用于处理时间关键任务，而无需主处理器或外部MCU参与，大大简化了系统设计。

优异的设计灵活性

nRF54L SoC包含nRF54L15、nRF54L10和nRF54L05三个子系列，它们提供不同的存储器配置，但采用pin-to-pin兼容的QFN封装，为系统设计带来更大的灵活性和可扩展性。

图：nRF54系列SoC框图（图源：Nordic Semiconductor）

为了加速nRF54系列SoC的应用开发，Nordic还提供了一款nRF54L15 DK开发套件，该套件板载nRF54L15 SoC，并可以模拟nRF54L10和nRF54L05。开发板上配备有丰富的板载资源，包括2.4GHz和NFC天线、SWF射频连接器、8MB外部闪存、SEGGER J-Link OB编程器/调试器、两个UART接口（通过虚拟串行端口），以及用户可编程LED和按钮等，便于开发者探索和使用nRF54系列无线SoC产品组合的所有功能。

nRF54L15 DK由nRF Connect SDK开发工具提供支持，支持蓝牙6.0及信道探测功能，开发者可以使用nRF Connect SDK中提供的大量软件示例、模块和库，充分发掘nRF54L系列无线SoC的潜力。

图：nRF54L15 DK开发套件（图源：Nordic Semiconductor）

本文小结

从1.0到6.0，蓝牙技术在过去20多年间，通过不断地进化和“破圈”，从一个单一的通信协议发展成为支持多功能、多场景的物联网无线互连核心标准，也营造出了一个庞大的生态和市场。

想要紧随蓝牙技术发展的脚步，利用蓝牙6.0新标准及蓝牙信道探测等新技术，在IoT 2.0市场中掘金，Nordic的nRF54系列无线SoC及nRF54L15 DK开发套件恰好可以成为你的加速引擎。