Dzięki dobrze znanym możliwościom przesyłania strumieniowego audio i przesyłania danych, Bluetooth technologia stała się wszechobecną częścią naszego życia, zasilając wszystko, od słuchawek bezprzewodowych po inteligentne urządzenia domowe. Ale czy wiesz, że Bluetooth zmierza obecnie w stronę usług lokalizacyjnych o wysokiej dokładności dzięki przełomowej technice zwanej sondowaniem kanałów Bluetooth?

W tym artykule dowiemy się, czym jest nagłośnienie kanału Bluetooth, jak działa, jakie korzyści przynosi usługom lokalizacyjnym, w jakich przypadkach korzysta się z pomiaru odległości o wysokiej dokładności (HADM) i dlaczego tak bardzo zmienia to reguły gry w branży świat łączności.

Co to jest dźwięk kanału Bluetooth?

Sondowanie kanałów, znane wcześniej jako pomiar odległości o wysokiej dokładności (HADM), to nowa technika obliczania odległości między dwoma urządzeniami Bluetooth. Wykorzystuje zakres oparty na fazie (PBR) na wielu kanałach, aby uzyskać dokładny pomiar odległości.

Czy to brzmi skomplikowanie? W swej istocie zasada brzmienia kanału jest prosta.

Jak brzmi kanał Bluetooth Prace?

Spójrz na zdjęcie procedury sondowania kanału i przyjrzyjmy się zasadzie w łatwy sposób.

Urządzenie A wysyła sygnał radiowy do urządzenia B, po czym urządzenie B mierzy fazę tego sygnału i przesyła go z powrotem do urządzenia A z tą samą fazą. Następnie urządzenie A ocenia różnicę fazową między nadawanymi i odbieranymi sygnałami radiowymi, aby określić odległość przebytą przez te sygnały w czasie lotu.

Procedura ta jest powtarzana wielokrotnie dla różnych częstotliwości kanałów, dzięki czemu urządzenia Bluetooth mogą precyzyjnie oszacować jednoznaczną odległość na podstawie danych fazowych.

Nadchodząca funkcja niesie dobre wieści dla rosnącej liczby urządzeń Bluetooth, zwłaszcza tych wyposażonych w usługi lokalizacyjne.

Jakie są zalety usług lokalizacyjnych Bluetooth z funkcją nasłuchiwania kanałów?

Korzyści z usług lokalizacyjnych Bluetooth z sondowaniem kanałów są ogromne i znaczące. Oto najważniejsze zalety.

Wysoka dokładność do 10 cm

Pomimo udowodnionej użyteczności istniejących technologii pomiaru odległości Bluetooth, ich precyzja pomiaru odległości może być niewystarczająca w przypadku bardziej wymagających zastosowań.

Wszechobecny wskaźnik siły odbieranego sygnału (RSSI) technika, dostępna we wszystkich smartfonach, szacuje odległość między dwoma urządzeniami na podstawie spadku amplitudy sygnału. Niestety, dokładność tej metody jest na ogół ograniczona i często wynosi od trzech do pięciu metrów. Poza tym RSSI pozostaje podatny na zakłócenia ze strony czynników zewnętrznych, takich jak absorpcja i dyfrakcja.

Następnie rodzą się bardziej zaawansowane techniki dokładności pomiaru odległości – Kąt przybycia (AoA) i Kąt zejścia (AoD). Zamiast bezpośrednio szacować odległość, AoA i AoD wykorzystują trygonometrię do wyznaczania odległości na podstawie kątów przychodzących i wychodzących sygnałów radiowych. Metodologia ta umożliwia osiągnięcie dokładności poniżej metra.

Niemniej jednak dokładność może jeszcze znacznie się wahać ze względu na otaczające okoliczności. Na przykład propagacja wielościeżkowa może utrudniać dokładne pomiary w pomieszczeniach gęsto zaludnionych przeszkodami i powierzchniami odblaskowymi.

To prowadzi nas do nagłośnienia kanałów Bluetooth®, najnowszej technologii bezprzewodowej zapewniającej usługi lokalizacyjne o wysokiej dokładności. Zasadniczą różnicą pomiędzy tradycyjnymi technologiami pomiaru odległości Bluetooth a sondowaniem kanałów jest metoda pomiaru.

Dzięki zakresowi opartemu na fazie dźwięk kanału Bluetooth osiąga dokładność 10 cm. Nawet jeśli urządzenie znajduje się w trudnych warunkach wewnętrznych, może uzyskać dokładniejszą lokalizację niż dwie poprzednie techniki. Dlatego nagłośnienie kanałów umożliwi szeroką gamę zastosowań, np. śledzenie zasobów i nawigacja wewnętrzna.

Zwiększone bezpieczeństwo przed manipulacją sygnałem

Poza niską dokładnością RSSI ma jeszcze jedną wadę: stanowi zagrożenie dla bezpieczeństwa. Poziomy jego sygnału mogą zostać zmienione, co może skutkować naruszeniami w sytuacjach o wysokim poziomie bezpieczeństwa.

Na przykład w przypadkach zastosowań wrażliwych na bezpieczeństwo, takich jak inteligentne systemy drzwi, osoba atakująca może podnieść poziom RSSI, aby oszukać system i sprawić, że ktoś będzie postrzegał osobę jako bliższą, niż jest w rzeczywistości. Luki te sprawiają, że RSSI jest nieodpowiedni do zastosowań o wysokim poziomie bezpieczeństwa.

W przypadku sondowania kanału Bluetooth warstwa łącza obsługuje procedury reklamowania, skanowania, zarządzania połączeniami, asynchronicznej i izochronicznej transmisji danych oraz szyfrowania danych. Co więcej, algorytm ustalania odległości oparty na fazie może zapobiegać atakom przekaźnikowym. Wyjątkowa technika pomiaru odległości nadaje się do systemów kontroli dostępu w samochodach, kluczy cyfrowych i zastosowań o wysokim poziomie bezpieczeństwa.

Ekonomiczne rozwiązanie w zakresie pozycjonowania

Kąt przybycia (AOA) wymaga wielu anten Bluetooth (co najmniej trzech anten), aby uzyskać precyzyjny pomiar.

Być może przychodzi Ci teraz do głowy inna technologia o wysokiej dokładności, taka jak ultraszerokopasmowa (UWB). Chociaż UWB może osiągnąć nawet subcentymetrową precyzję, wymaga włączenia nowego chipsetu. Ponadto jego pobór mocy, choć szybko maleje, pozostaje znacznie wyższy niż w przypadku BLE. Wynika z tego, że technologia ultraszerokopasmowa (UWB) zapewnia większą dokładność, ale kosztem zwiększonego budżetu i złożoności.

Oprócz dwóch zalet wymienionych powyżej, rozwiązania Bluetooth LE z pojedynczą anteną i nagłośnieniem kanałów są bardziej opłacalne niż rozwiązania UWB.

Bezproblemowa integracja i interoperacyjność

Nagłośnienie kanału Bluetooth jest wprowadzane przez istniejącą technologię Bluetooth, co ułatwia bezproblemową integrację z istniejącą infrastrukturą i urządzeniami. Oznacza to, że firmy i programiści szybko będą mieli łatwy dostęp do bezpiecznego, taniego i dokładnego rozwiązania w zakresie pozycjonowania bez konieczności stosowania dodatkowych chipsetów.

Bezprecedensowa dokładność, bezpieczeństwo i elastyczność nagłaśniania kanałów Bluetooth przełamują bariery w wielu zastosowaniach. Które przypadki użycia prawdopodobnie zastosują tę technologię?

Które przypadki użycia preferują pomiar odległości o wysokiej dokładności (HADM)?

Zastosowania precyzyjnego pomiaru odległości (HADM) są różnorodne. Oto kilka przypadków użycia, w których zastosowanie tej nowej technologii może przynieść znaczne korzyści.

Nawigacja wewnętrzna: W dużych centrach handlowych połączenie nagłośnienia kanałów z innymi nowymi technologiami Bluetooth, takimi jak protokoły Electronic Shelf Label (ESL), może zrewolucjonizować nawigację w pomieszczeniach, zapewniając użytkownikom dokładne wskazówki i aktualizacje w czasie rzeczywistym.

Śledzenie zasobów: Systemy oparte na technologii Bluetooth zostały szeroko skomercjalizowane do śledzenia zasobów w obiektach przemysłowych i magazynach. Systemy te wykorzystują również istniejącą technologię Bluetooth o niskim zużyciu energii, aby spełnić standardy wydajności. Programiści mogą wykorzystać sondowanie kanałów, aby poprawić dokładność pozycjonowania tych systemów. Pomaga to nie tylko zapobiegać utracie lub kradzieży, ale także poprawia efektywność operacyjną poprzez usprawnienie procesów zarządzania zapasami.

Co więcej, zapewnia zaawansowane funkcje niektórym z bardziej wymagających dostępnych systemów, takie jak śledzenie sportowców w czasie rzeczywistym w sporcie zawodowym.

Bezkluczykowy dostęp do pojazdu: Dźwiękowanie kanałowe oferuje kilka korzyści w zakresie otwierania pojazdu bez kluczyka. Technologia ta zapewnia większą dokładność w porównaniu ze starszymi systemami, które w celu oszacowania odległości opierają się na wskaźniku siły sygnału odbiorczego (RSSI). Umożliwia to producentom samochodów spełnienie standardów dokładności przy jednoczesnym zmniejszeniu liczby anten Bluetooth w pojazdach. W ten sposób zmniejsza całkowity koszt telefonu jako klucza (PaaK). Dodatkowo funkcja nagłośnienia kanału blokuje różne potencjalne ataki na system dostępu bezkluczykowego.

Krótko mówiąc, wysoki poziom bezpieczeństwa i dokładności w porównaniu z poprzednimi generacjami pozycjonowania Bluetooth, w połączeniu z niskim profilem mocy i niskim kosztem, sprawia, że ​​nasłuchiwanie kanałów Bluetooth jest idealne do zastosowań takich jak śledzenie zasobów przemysłowych/magazynowych/konsumenckich, systemy ESL, sport w czasie rzeczywistym/ śledzenie kondycji i cyfrowe klucze samochodowe.

• Dystrybucja treści i PR oparta na SEO. Uzyskaj wzmocnienie już dziś.
• PlatoData.Network Pionowe generatywne AI. Wzmocnij się. Dostęp tutaj.
• PlatoAiStream. Inteligencja Web3. Wiedza wzmocniona. Dostęp tutaj.
• PlatonESG. Węgiel Czysta technologia, Energia, Środowisko, Słoneczny, Gospodarowanie odpadami. Dostęp tutaj.
• Platon Zdrowie. Inteligencja w zakresie biotechnologii i badań klinicznych. Dostęp tutaj.
• Źródło: https://www.iotforall.com/how-bluetooth-channel-sounding-redefines-location-accuracy