藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟（BluetoothSIG）近期發(fā)布新的藍(lán)牙6.0標(biāo)準(zhǔn)，并推出信道探測(cè)（Channel Sounding）技術(shù)，可用于從智能門鎖和門禁系統(tǒng)到資產(chǎn)追蹤和管理的各個(gè)領(lǐng)域，釋放了物聯(lián)網(wǎng)的真正潛力，并通過實(shí)現(xiàn)智能和情境感知系統(tǒng)的最高精度距離測(cè)量，創(chuàng)建無縫的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。本文將概略說明信道探測(cè)的基礎(chǔ)概念和新興的應(yīng)用案例，最后還將介紹如何通過Silicon Labs（芯科科技）的BG2x系列藍(lán)牙SoC和軟件工具來快速實(shí)現(xiàn)此一新功能。

信道探測(cè)的優(yōu)勢(shì)

信道探測(cè)先前稱為高精度距離測(cè)量（HADM），該技術(shù)基于相位測(cè)距（PBR）、往返時(shí)間 （RTT）或兩者并用，精確測(cè)量兩臺(tái)低功耗藍(lán)牙連接設(shè)備之間的距離。

該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)連接導(dǎo)向式雙向測(cè)距。

支持設(shè)備之間多達(dá)四個(gè)天線路徑—最大限度地減少多路徑影響，從而提高準(zhǔn)確性。

提供增強(qiáng)的內(nèi)置安全功能，以降低中間人或中繼攻擊風(fēng)險(xiǎn)。

信道探測(cè)如何運(yùn)作

信道探測(cè)是一種估算兩臺(tái)設(shè)備之間距離的方法，兩臺(tái)設(shè)備分別被指定為啟動(dòng)器和反射器。這兩臺(tái)設(shè)備跨越 72個(gè)RF物理信道交換信息，首先由啟動(dòng)器發(fā)射信息，然后由反射器作出響應(yīng)。這種交替的發(fā)射和接收可實(shí)現(xiàn)精確的距離測(cè)量。該技術(shù)采用相位測(cè)距 (PBR) 或往返時(shí)間 (RTT) 或兩者并用，以在 2.4 GHz 頻譜范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確協(xié)調(diào)。該技術(shù)還支持一到四個(gè)天線路徑，以提高測(cè)量準(zhǔn)確性和可靠性。

往返時(shí)間(RTT)

通信信道中的往返時(shí)間 (RTT) 是指信號(hào)從啟動(dòng)器行進(jìn)到反射器并再次返回所需的持續(xù)時(shí)間。通過評(píng)估飛行時(shí)間（ToF，啟動(dòng)器和反射器之間交換數(shù)據(jù)包所需的時(shí)間），可以估算距離。為此，兩臺(tái)設(shè)備均記錄到達(dá)時(shí)間 (ToA) 和發(fā)射時(shí)間 (ToD)。分析啟動(dòng)器和反射器的 ToA 和 ToD 之間的差異能為實(shí)現(xiàn)可靠的距離計(jì)算提供必要數(shù)據(jù)。而且就安全性而言，由于時(shí)間無法逆轉(zhuǎn)，RTT 也被認(rèn)為是高度安全的。

相位測(cè)距(PBR)

相位測(cè)距 (PBR) 利用 RF 信號(hào)中的相位旋轉(zhuǎn)原理確定距離。在此過程中，啟動(dòng)器發(fā)送具有特定頻率和振幅信息的信號(hào)，反射器則會(huì)在發(fā)送響應(yīng)之前測(cè)量接收到的信號(hào)的相位。通過比較來自兩臺(tái)設(shè)備的信號(hào)之間的相位差，可以確定設(shè)備間的相對(duì)距離。PBR 具有顯著的安全優(yōu)勢(shì)，較之 RSSI（接收的信號(hào)強(qiáng)度指示）等方法尤其如此。鑒于操作相位信息具有復(fù)雜性，PBR 是較為安全的測(cè)距技術(shù)。

藍(lán)牙信道探測(cè)的目標(biāo)應(yīng)用

第一類：接近感知

開發(fā)低功耗藍(lán)牙設(shè)備，用于安全控制和空間門禁控制。

地理圍欄：地理圍欄用于通過限制對(duì)特定預(yù)定義區(qū)域的訪問以及跟蹤智能設(shè)備及其移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化并增強(qiáng)安全性。信道探測(cè)有助于優(yōu)化地理圍欄應(yīng)用并提高網(wǎng)絡(luò)的性能和可靠性。

門鎖：智能鎖可以使用智能設(shè)備遠(yuǎn)程進(jìn)行控制，并且僅允許處于指定訪問范圍內(nèi)的授權(quán)設(shè)備進(jìn)入。信道探測(cè)可用于提高這些設(shè)備的準(zhǔn)確性和可靠性，并有助于提高它們的安全性。

無線遙控門鎖：信道探測(cè)可確保只有處在預(yù)定義的系統(tǒng)（例如車輛）接近范圍內(nèi)的授權(quán)用戶和設(shè)備才能訪問系統(tǒng)。

第二類：定位解決方案

適用于資產(chǎn)管理和個(gè)人物品追蹤等應(yīng)用。很好地融合了精確和便利的優(yōu)勢(shì)。

倉庫管理：倉庫管理包括監(jiān)控倉庫中的貨物存儲(chǔ)；跟蹤貨物移動(dòng)、庫存控制；以及管理其他運(yùn)營和物流。信道探測(cè)可以幫助提高倉庫管理系統(tǒng)的效率并進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化。

寵物追蹤：寵物跟蹤是另一種應(yīng)用，可以使用信道探測(cè)提高位置跟蹤和查找的準(zhǔn)確性，幫助主人隨時(shí)了解寵物的行蹤。

物品追蹤：與其他定位解決方案一樣，信道探測(cè)有助于提高物品跟蹤定位設(shè)備的準(zhǔn)確性和可靠性。

信道探測(cè)用例

上車門禁

信道探測(cè)的一個(gè)主要用例是遙控?zé)o鑰匙上車。該技術(shù)用于通過測(cè)距進(jìn)行區(qū)域檢測(cè)，驗(yàn)證接近的用戶并解鎖車輛。它在數(shù)據(jù)信道之間建立的連接（在本例中，是鑰匙扣或手機(jī)與汽車上的錨點(diǎn)之間的連接）上使用藍(lán)牙測(cè)距。

室內(nèi)測(cè)距

信道探測(cè)為醫(yī)院、倉庫等設(shè)施提供解決方案，實(shí)現(xiàn)受限訪問和資產(chǎn)追蹤。它對(duì)門口的人員進(jìn)行授權(quán)，經(jīng)過身份驗(yàn)證后允許其進(jìn)入，從而提高安全性。它還可以用于監(jiān)控資產(chǎn)，如醫(yī)療設(shè)備或其他高價(jià)值物品。

芯科科技信道探測(cè)解決方案

信道探測(cè)Radio Board（xG24-RB4198A）

EFR32xG24 信道探測(cè)無線電板 xG24-RB4198A 旨在與無線 Pro 套件主板（不包括）配合使用，以支持使用信道探測(cè)進(jìn)行藍(lán)牙 LE 連接距離估計(jì)的產(chǎn)品的開發(fā)和原型設(shè)計(jì)。該套件包括一塊無線電板，建議已有主板可用的人士使用。對(duì)于信道探測(cè)應(yīng)用，您需要一個(gè)發(fā)起者和反射者，因此您額外需要一塊無線電板。

信道探測(cè)Pro Kit (xG24-PK6036A)

EFR32xG24 信道探測(cè) Pro 套件旨在支持使用信道探測(cè)進(jìn)行藍(lán)牙 LE 連接距離估計(jì)的產(chǎn)品的開發(fā)和原型設(shè)計(jì)。Pro 套件包括兩個(gè)無線 Pro 套件主板、兩個(gè)偶極天線和兩個(gè)無線電板，可為 EFR32xG24無線 SoC 提供完整的參考設(shè)計(jì)。EFR32xG24 Pro 套件提供開發(fā)信道探測(cè)應(yīng)用或其他大容量、可擴(kuò)展 2.4 GHz 無線物聯(lián)網(wǎng)解決方案所需的所有工具。

EFR32xG24 開發(fā)套件

xG24 開發(fā)套件是一款緊湊、功能豐富的開發(fā)平臺(tái)。該套件為使用信道探測(cè)通過低功耗藍(lán)牙連接執(zhí)行距離估計(jì)的產(chǎn)品提供了最快的開發(fā)和原型設(shè)計(jì)路徑。這個(gè)開發(fā)平臺(tái)提供雙天線設(shè)計(jì)，支持高達(dá) +10dBm 的輸出功率，并支持加速度計(jì)。該平臺(tái)可以通過 USB 連接或鈕扣電池供電。