藍(lán)牙是目前使用最廣泛的有源IoT連接技術(shù),它在定位產(chǎn)業(yè)也扮演著重要的角色。
而藍(lán)牙的定位模式有幾種,RSSI與AoA想必大家都很熟悉,我們在此前的系列文章中對它們也都有詳細(xì)的介紹。
但今天,我們要討論的主角是藍(lán)牙的第三種定位模式:CS (Channel Sounding-信道探測)。
據(jù)了解,藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟(SIG )在2022年11月公開技術(shù)規(guī)范草案CS,預(yù)計在2024-2025年正式發(fā)布,可能在藍(lán)牙5.5或藍(lán)牙6.0版本中進(jìn)行更新。
信道探測(Channel Sounding)介紹
CS的特點(diǎn)是信道探測同時通過相位測量及RTT(往返時間)測量來進(jìn)行距離估算并相互修正,精度更高且具備安全防護(hù)機(jī)制。
低功耗藍(lán)牙信道探測在2.4GHz頻段上定義了79個射頻物理信道,實(shí)際使用72個。如下表:
從上表中可以看出CS物理信道的定義與經(jīng)典藍(lán)牙79個物理信道相同,未實(shí)際使用的5個信道均是或靠近低功耗藍(lán)牙主廣播物理信道(2402/2426/2480MHz),為了避免干擾而未被使用。
BLE CS提供一種相位測距(PBR:phase?based ranging)方案,主要用于兩個 BLE 設(shè)備之間的高精度距離測量 (HADM: high accuracy distance measurements)。
在頻率f上,PBR測量信號通過距離D傳播時的相移來計算距離的。當(dāng)使用兩個或多個不同頻率的信號時,可以測量信號之間的相位差來精確估計距離。
當(dāng)使用信道探測估計距離時,一個設(shè)備啟動程序(initiator),第二個設(shè)備在不修改相位的情況下重復(fù)信號傳輸(reflector)。
對于頻率為fi 的每次傳輸, initiator測量發(fā)射信號和接收信號之間的相位變化。
未編碼的窄帶恒定包信號可以使用單個天線發(fā)送或接收,以便支持標(biāo)準(zhǔn)低功耗藍(lán)牙芯片。
相比于RSSI與AoA,CS的優(yōu)勢是什么?
基于目前獲取到的信息,我們將CS與RSSI以及AoA/AoD的特點(diǎn)進(jìn)行了對比。
總結(jié)來說,CS相比于RSSI與AoA,它的優(yōu)勢是:
相較于RSSI來說,CS的定位精度有明顯的提升,根據(jù)我們從方案商了解到信息來看,CS在理想狀態(tài)下的定位精度可以做到1m以內(nèi),一般宣傳口徑是1m左右,這比RSSI的精度高了很多,此外,CS比RSSI的穩(wěn)定性提升了非常多,因為RSSI定位是基于信號強(qiáng)度,信號強(qiáng)度容易漂,穩(wěn)定性就會很差。
相較于AoA/AoD而言,最大的優(yōu)勢是不需要增加陣列天線,CS是一種相位雷達(dá)模式,單天線就可以實(shí)現(xiàn),而AoA的精度雖然較高,但是推廣最大的問題就是需要加陣列天線,這對于很多C端產(chǎn)品來說,是不太現(xiàn)實(shí)的。
CS會成為未來藍(lán)牙定位的主流嗎?
基于以上對于CS定位特點(diǎn)的分析,我們非常看好CS未來會成為藍(lán)牙定位市場最主流的方案,理由如下:
第一:性能提升明顯,性能的提升體現(xiàn)在2個方面,第一是定位精度,第二是定位的穩(wěn)定性,當(dāng)然,這個提升主要是相比于RSSI而言。
第二:對目前的藍(lán)牙產(chǎn)品不用造成任何額外的負(fù)擔(dān),只需要芯片支持CS的標(biāo)準(zhǔn)即可,不像AoA有陣列天線的限制,可以完全復(fù)用藍(lán)牙現(xiàn)有的龐大生態(tài)資源。
第三:目前頭部企業(yè)都在積極布局,包括主要的藍(lán)牙芯片廠商以及方案商都在積極布局該技術(shù),且從我們調(diào)研到的信息來看,大家對該技術(shù)都抱有的極高的期待。
藍(lán)牙CS出來之后,會威脅到UWB的地位嗎?筆者覺得并不會,因為CS的定位精度依然與UWB有較大的差距,且UWB生態(tài)也會在未來幾年保持高速發(fā)展。
在未來的競爭格局中,UWB+BLE雙模產(chǎn)品會越來越成為主流。
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