Con le sue ben note capacità di streaming audio e trasferimento dati, Bluetooth la tecnologia è diventata una parte onnipresente della nostra vita, alimentando qualsiasi cosa, dalle cuffie wireless ai dispositivi domestici intelligenti. Ma sapevi che il Bluetooth sta ora facendo passi da gigante verso servizi di localizzazione ad alta precisione grazie a una tecnica innovativa chiamata suono del canale Bluetooth?

In questo articolo esploreremo cos'è il suono del canale Bluetooth, come funziona, i vantaggi che apporta ai servizi di localizzazione, quali casi d'uso traggono vantaggio dalla misurazione della distanza ad alta precisione (HADM) e perché è un punto di svolta nel settore. mondo della connettività.

Cos'è l'audio del canale Bluetooth?

Il sondaggio del canale, precedentemente noto come misurazione della distanza ad alta precisione (HADM), è una nuova tecnica per calcolare la distanza tra due dispositivi Bluetooth. Utilizza il range basato sulla fase (PBR) su più canali per ottenere una misurazione accurata della distanza.

Sembra complesso? Fondamentalmente, il principio del suono del canale è semplice.

Come suona il canale Bluetooth Lavori?

Guarda l'immagine della procedura di suono del canale ed esploriamo il principio in modo semplice.

Il dispositivo A invia un segnale radio al dispositivo B, dopodiché il dispositivo B misura la fase di questo segnale e lo ritrasmette al dispositivo A con la stessa fase. Successivamente, il dispositivo A valuta la variazione di fase tra i segnali radio trasmessi e ricevuti per determinare la distanza percorsa da questi segnali al momento del volo.

Questa procedura viene ripetuta più volte su diverse frequenze di canale, in modo che i dispositivi Bluetooth possano stimare una distanza univoca in modo preciso utilizzando i dati di fase.

L'imminente funzionalità porta buone notizie al crescente numero di dispositivi Bluetooth, in particolare quelli con servizi di localizzazione.

Quali sono i vantaggi dei servizi di localizzazione Bluetooth con l'audio dei canali?

I vantaggi dei servizi di localizzazione Bluetooth con l'audio dei canali sono vasti e di grande impatto. Ecco i principali vantaggi.

Alta precisione fino a 10 cm

Nonostante la comprovata utilità delle tecnologie di rilevamento Bluetooth esistenti, la loro precisione nelle misurazioni della distanza potrebbe non essere sufficiente per i casi d’uso più impegnativi.

L'onnipresente indicatore della potenza del segnale ricevuto (RSSI) La tecnica, disponibile su tutti gli smartphone, stima la distanza tra due dispositivi in ​​base al calo dell'ampiezza del segnale. Purtroppo, la precisione di questo metodo è generalmente limitata e spesso varia da tre a cinque metri. Inoltre, l'RSSI rimane vulnerabile alle interferenze di fattori esterni, come l'assorbimento e la diffrazione.

Successivamente nascono tecniche più avanzate nella precisione della misurazione della distanza: Angolo di arrivo (AoA) e angolo di partenza (AoD). Invece di stimare direttamente la distanza, AoA e AoD utilizzano la trigonometria per ricavare le distanze dagli angoli dei segnali radio in entrata o in uscita. Questa metodologia può raggiungere una precisione inferiore al metro.

Tuttavia, la precisione può variare notevolmente a causa delle circostanze circostanti. Ad esempio, la propagazione multipercorso può impedire misurazioni accurate in spazi interni densamente popolati da ostacoli e superfici riflettenti.

Questo ci porta al suono dei canali Bluetooth®, la più recente tecnologia wireless per servizi di localizzazione ad alta precisione. La differenza principale tra le tradizionali tecnologie di rilevamento Bluetooth e il suono dei canali è il metodo di misurazione.

Con la gamma basata sulla fase, il suono del canale Bluetooth raggiunge una precisione di 10 cm. Anche se il dispositivo si trova in ambienti interni difficili, può ottenere una posizione più precisa rispetto alle due tecniche precedenti. Pertanto, il suono del canale consentirà un'ampia gamma di applicazioni, ad es. tracciamento delle risorse e navigazione interna.

Maggiore sicurezza contro la manipolazione del segnale

L'RSSI presenta un altro inconveniente oltre alla scarsa precisione: ovvero un rischio per la sicurezza. I suoi livelli di segnale possono essere manomessi, causando potenzialmente violazioni in situazioni di alta sicurezza.

Ad esempio, in casi d’uso sensibili alla sicurezza come i sistemi di porte intelligenti, un utente malintenzionato potrebbe elevare il livello RSSI per ingannare il sistema e fargli percepire qualcuno più vicino di quanto non sia realmente. Queste vulnerabilità rendono RSSI inadeguato per le applicazioni ad alta sicurezza.

Per il suono del canale Bluetooth, il livello di collegamento gestisce le procedure per la pubblicità, la scansione, la gestione della connessione, la comunicazione dei dati asincrona e isocrona e la crittografia dei dati. Inoltre, il suo algoritmo di range basato sulla fase può prevenire attacchi di relè. L'eccezionale tecnica di misurazione è adatta per sistemi di controllo degli accessi automobilistici, chiavi digitali e applicazioni ad alta sicurezza.

Soluzione di posizionamento a basso costo

L'angolo di arrivo (AOA) richiede più antenne Bluetooth (almeno tre antenne) per ottenere una misurazione precisa.

Forse adesso ti viene in mente un'altra tecnologia ad alta precisione come la banda ultra larga (UWB). Sebbene l'UWB possa raggiungere una precisione anche inferiore al centimetro, richiede l'incorporazione di un nuovo chipset. Inoltre, il consumo energetico, pur diminuendo rapidamente, rimane notevolmente superiore a quello dei BLE. Ne consegue che la banda ultralarga (UWB) offre una maggiore precisione, ma a costo di maggiori budget e complessità.

A parte i due vantaggi sopra menzionati, le soluzioni Bluetooth LE ad antenna singola con suono del canale sono più convenienti rispetto alle soluzioni UWB.

Integrazione e interoperabilità perfette

Il suono del canale Bluetooth è introdotto dalla tecnologia Bluetooth esistente, facilitando l'integrazione perfetta nell'infrastruttura e nei dispositivi stabiliti. Ciò significa che aziende e sviluppatori avranno rapidamente e facilmente accesso a una soluzione di posizionamento sicura, economica e precisa senza bisogno di chipset aggiuntivi.

La precisione, la sicurezza e la flessibilità senza precedenti del suono del canale Bluetooth rompono le barriere per molte applicazioni. Quali casi d’uso probabilmente adotteranno la tecnologia?

Quali casi d'uso preferiscono la misurazione della distanza ad alta precisione (HADM)?

Le applicazioni della misurazione della distanza ad alta precisione (HADM) sono diverse. Ecco alcuni casi d’uso che possono trarre notevoli vantaggi da questa nuova tecnologia.

Navigazione indoor: Nei grandi centri commerciali, la combinazione del suono del canale con altre nuove tecnologie Bluetooth come i protocolli ESL (Electronic Shelf Label) può rivoluzionare le esperienze di navigazione interna, fornendo agli utenti indicazioni precise e aggiornamenti in tempo reale.

Tracciamento degli asset: I sistemi basati su Bluetooth sono stati ampiamente commercializzati per il monitoraggio delle risorse in ambienti industriali e di magazzino. Questi sistemi sfruttano inoltre la tecnologia Bluetooth a basso consumo energetico esistente per soddisfare gli standard prestazionali. Gli sviluppatori possono utilizzare il suono del canale per migliorare la precisione di posizionamento di questi sistemi. Ciò non solo aiuta a prevenire perdite o furti, ma migliora anche l'efficienza operativa semplificando i processi di gestione dell'inventario.

Inoltre, fornisce funzionalità avanzate ad alcuni dei sistemi più esigenti disponibili, come il monitoraggio degli atleti in tempo reale negli sport professionistici.

Accesso senza chiave del veicolo: Il suono del canale offre numerosi vantaggi per l'accesso senza chiave del veicolo. Questa tecnologia fornisce una maggiore precisione rispetto ai sistemi più vecchi che si basano sull'RSSI (Receiver Signal Strength Indication) per la stima della distanza. Ciò consente alle case automobilistiche di soddisfare gli standard di precisione riducendo al contempo il numero di antenne Bluetooth sui veicoli. In tal modo, diminuisce il costo complessivo di un Phone as a Key (PaaK). Inoltre, la sicurezza del suono del canale blocca vari potenziali attacchi al sistema di accesso senza chiave.

In breve, l'elevata sicurezza e precisione rispetto alle generazioni precedenti di posizionamento Bluetooth, insieme al basso profilo energetico e al basso costo, rendono il suono del canale Bluetooth ideale per applicazioni come il monitoraggio di beni industriali/magazzini/consumatori, sistemi ESL, sport/sport in tempo reale monitoraggio del fitness e chiavi digitali automobilistiche.

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• Fonte: https://www.iotforall.com/how-bluetooth-channel-sounding-redefines-location-accuracy