藍牙6.0核心規(guī)范發(fā)布：可實現(xiàn)厘米級精準(zhǔn)定位！

近日，藍牙技術(shù)聯(lián)盟 （SIG） 發(fā)布了新版本的藍牙核心規(guī)范——藍牙 6.0 版本，雖然藍牙技術(shù)聯(lián)盟在2023年更新了藍牙5.4，但這是自2016年藍牙5 標(biāo)準(zhǔn)推出8年以來最大的一次更新。藍牙6.0 主要側(cè)重于提高效率和可靠性，允許更多的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備使用它來進行通信，帶來了包括了藍牙信道探測、基于決策的廣告過濾、監(jiān)控廣告商、同步適配層 （ISOAL） 的增強功能、LL 擴展功能集和幀空間更新等眾多新功能。

1、藍牙頻道探測

藍牙頻道探測是藍牙6.0 帶來的最突出的新功能。這項技術(shù)為藍牙設(shè)備提供了兩個優(yōu)勢：增強的安全性以及更高的位置查找準(zhǔn)確性。藍牙頻道探測通過允許設(shè)備無線通信以準(zhǔn)確找到彼此的位置來提高安全性，從而更難欺騙藍牙信號并操縱其強度。

這項創(chuàng)新帶來了真正的高精度距離感知，為各種應(yīng)用帶來了變革性的優(yōu)勢?！安檎摇苯鉀Q方案的用戶體驗可以得到極大的改善，從而更輕松、更快速地找到丟失的物品。

據(jù)了解，自從藍牙核心規(guī)范中首次指定藍牙 LE 以來，到達角 （AoA） 和出發(fā)角 （AoD） 測向等核心功能以及許多相關(guān)配置文件（如 Find Me 配置文件）已將藍牙 LE 確立為一種流行的定位服務(wù)技術(shù)。

但是在藍牙6.0 版發(fā)布之前，這只能使用一種稱為路徑損耗計算的方法來實現(xiàn)。此方法要求接收設(shè)備測量接收到的信號強度（稱為 RSSI），并了解遠程設(shè)備在距****的某個參考距離（如 1 米）處傳輸?shù)男盘枏姸?。此外，相關(guān)物理場表明，接收器的信號強度與其與****的距離的平方成反比。有了發(fā)射機參考信號強度、RSSI 和這個簡單的數(shù)學(xué)關(guān)系，就可以計算出距離值。

當(dāng)距離計算的精度要求較高，并且這種計算的一致性和可靠性不是特別高時，路徑損耗計算是合適的。由于當(dāng)兩個器件之間的距離相對較小時，信號強度最初會迅速下降，因此路徑損耗計算可以產(chǎn)生相當(dāng)好的結(jié)果。但是在較長的距離上，較小的信號強度變化可能對應(yīng)于較大的可能距離范圍，這使得計算對小誤差非常敏感。該方法容易受到干擾和其他環(huán)境因素的影響。此外，它還不安全，使應(yīng)用程序面臨攻擊的風(fēng)險，例如，距離欺騙。因此，舊的藍牙測距技術(shù)，在資產(chǎn)跟蹤、無鑰匙進入和點火系統(tǒng)等應(yīng)用方面更具挑戰(zhàn)性，需要一種更復(fù)雜、更安全和標(biāo)準(zhǔn)化的方法，以產(chǎn)生更準(zhǔn)確、更可靠的結(jié)果。

據(jù)了解，藍牙6.0采用了基于相位的測距 （Phase-based Ranging, PBR）技術(shù)，該方法利用了無線電信號的一個基本特性，即相位及其與頻率和波長的關(guān)系，實現(xiàn)藍牙互聯(lián)設(shè)備之間的高精度測距，并在相當(dāng)長的距離內(nèi)可確保厘米級精度，滿足絕大多數(shù)應(yīng)用的需求，而且簡單的互聯(lián)設(shè)備也能充分利用真實的距離感知功能。雖然，PBR的相旋轉(zhuǎn)的周期性，可能會導(dǎo)致的“距離模糊”問題（由于藍牙 CS 使用 1 MHz 的頻率間隔，直到 150 米左右才會出現(xiàn)），但是可以通過將 PBR 與第二種距離測量方法（往返計時）結(jié)合使用來解決。

藍牙 SIG 表示，這將帶來“相當(dāng)長距離的厘米級精度”。藍牙技術(shù)已經(jīng)用于定位服務(wù)，例如 Android 的 Find My Device 網(wǎng)絡(luò)和 Apple 的 Find My。但是，后者仍然使用超寬帶 （UWB） 芯片進行準(zhǔn)確導(dǎo)航。

同時，在數(shù)字鑰匙解決方案中，藍牙頻道探測將增加一個強大的安全層，確保只有指定范圍內(nèi)的授權(quán)用戶才能解鎖門或訪問安全區(qū)域。

總結(jié)來說，隨著藍牙頻道探測功能的引入，藍牙設(shè)備現(xiàn)在可以將其確切位置透露給授權(quán)設(shè)備，而無需 UWB 芯片。隨著藍牙設(shè)備的普及，尤其是在 IoT 設(shè)備中，我們很快就會擁有一個更強大的網(wǎng)絡(luò)，可以幫助我們在任何地方定位幾乎任何東西。這可以在 iPhone、Android 和其他具有 Windows 和 Linux 等其他操作系統(tǒng)的設(shè)備上擴展“查找”網(wǎng)絡(luò)。

2、基于決策的廣告過濾

藍牙低功耗 （LE） 擴展廣告功能支持在主無線電信道和輔助無線電信道上傳輸?shù)囊幌盗邢嚓P(guān)數(shù)據(jù)包?；跊Q策的廣告過濾允許掃描設(shè)備使用在主廣告通道上接收的數(shù)據(jù)包的內(nèi)容來決定是否應(yīng)該掃描輔助通道上的相關(guān)數(shù)據(jù)包，從而減少在輔助通道上掃描可能不包含與應(yīng)用程序相關(guān)的 PDU 的數(shù)據(jù)包所花費的時間，從而提高掃描效率。

3、監(jiān)控廣告商

觀察者設(shè)備的主機組件可以指示藍牙 LE 控制器過濾重復(fù)的廣告數(shù)據(jù)包。當(dāng)此類型的過濾處于活動狀態(tài)時，主機將僅從每個唯一設(shè)備接收一個廣播數(shù)據(jù)包（受藍牙核心規(guī)范定義，即在此上下文中構(gòu)成唯一設(shè)備）。這提高了主機的效率，但缺點是，當(dāng)情況要求觀察者設(shè)備現(xiàn)在應(yīng)嘗試連接到設(shè)備時，主機無法知道設(shè)備是否仍在范圍內(nèi)。這可能會導(dǎo)致觀察者浪費能源對先前發(fā)現(xiàn)的不再在范圍內(nèi)的設(shè)備執(zhí)行高占空比掃描。新的監(jiān)控廣告商功能使用主機控制器接口 （HCI） 事件，在感興趣的設(shè)備移入和移出范圍時通知主機。

4、ISOAL 增強

同步適配層 （ISOAL） 使較大的數(shù)據(jù)幀能夠在較小的鏈路層數(shù)據(jù)包中傳輸，并確?？梢灾貥?gòu)接收器正確處理數(shù)據(jù)所需的相關(guān)時序信息。ISOAL 可以根據(jù)某些變量生產(chǎn)成幀或非成幀 PDU。如果產(chǎn)生成幀 PDU，則延遲可能會因此增加。在藍牙核心規(guī)范版本 6.0 中，ISOAL 得到了改進，定義了一種新的成幀模式，該模式可減少對此問題特別敏感的用例的延遲。相同的功能還可以提高可靠性。

5、LL 擴展功能集

借助這一進步，設(shè)備可以交換有關(guān)它們各自支持的鏈路層功能的信息。此功能已得到增強，可支持更多的功能，隨著 Bluetooth LE 的復(fù)雜性和多功能性的增長，這些功能變得非常必要。

6、幀空間更新

藍牙核心規(guī)范的早期版本定義了一個時間常數(shù)值，用于分隔連接事件或連接的同步流 （CIS） 子事件中數(shù)據(jù)包的相鄰傳輸。該值在規(guī)范中指定為 T_IFS，固定值為 150 μs。在藍牙核心規(guī)范 6.0 版中，用于連接或連接的同步流的幀間隔現(xiàn)在是可協(xié)商的，并且可以短于或長于 150 μs。

編輯：芯智訊-浪客劍