Bluetooth® teknolojisi, iyi bilinen ses akışı ve veri aktarım kapasiteleriyle, kablosuz kulaklıklardan akıllı ev cihazlarına kadar her şeye güç vererek hayatımızın her yerde bulunan bir parçası haline geldi. Ancak Bluetooth Kanal Sondası adı verilen çığır açan bir teknik sayesinde Bluetooth'un artık yüksek doğruluklu konum hizmetlerine doğru sıçradığını biliyor muydunuz?

Bu blogda , Bluetooth Kanal Seslendirmenin ne olduğunu, nasıl çalıştığını, konum hizmetlerine getirdiği faydaları, yüksek doğruluklu mesafe ölçümünden (HADM) yararlanan kullanım durumlarını ve neden bu kadar çığır açıcı olduğunu keşfedeceğiz . bağlantı dünyası.

Şekil 1 Bluetooth Kanalı Sondajı Neden Yüksek Doğruluklu Konum Hizmetlerine Öncülük Ediyor?

Bluetooth Kanal Sesi Nedir ?

Daha önce yüksek doğruluklu mesafe ölçümü (HADM) olarak bilinen Kanal Sondajı, iki Bluetooth cihazı arasındaki mesafeyi hesaplamak için yeni bir tekniktir. Doğru bir mesafe ölçümü elde etmek için birden fazla kanalda faza dayalı aralık (PBR) kullanır.

Kulağa karmaşık mı geliyor? Kanal Sondajının prensibi özünde basittir.

Bluetooth Kanal Seslendirmesi Nasıl Çalışır?

Kanal Sondajı prosedürünün resmine bakın ve prensibi kolay bir şekilde inceleyelim.

Şekil 2 Kanal Sondaj Prosedürü

Cihaz A, Cihaz B'ye bir radyo sinyali gönderir, bunun üzerine Cihaz B bu sinyalin fazını ölçer ve bunu aynı fazda Cihaz A'ya geri iletir. Bunu takiben Cihaz A, uçuş sırasında bu sinyallerin kat ettiği mesafeyi belirlemek için iletilen ve alınan radyo sinyalleri arasındaki faz farkını değerlendirir.

Bu prosedür farklı kanal frekansları üzerinden birçok kez tekrarlanır, böylece Bluetooth cihazları faz verilerini kullanarak net bir mesafeyi kesin bir şekilde tahmin edebilir.

Yaklaşan özellik, sayıları giderek artan, özellikle konum servislerine sahip olan Bluetooth cihazlarına müjdeyi getiriyor.

Kanal Sondajlı Bluetooth Konum Servislerinin Faydaları Nelerdir ?

Kanal Sondajlı Bluetooth konum hizmetlerinin faydaları çok geniş ve etkilidir. İşte temel avantajlar:

10 CM'ye Kadar Yüksek Doğruluk

Mevcut Bluetooth ölçüm teknolojilerinin kanıtlanmış faydasına rağmen, mesafe ölçümlerindeki hassasiyetleri daha zorlu kullanım durumları için yetersiz kalabilir.

Tüm akıllı telefonlarda bulunan ve her yerde bulunan alınan sinyal gücü göstergesi (RSSI) tekniği, sinyalin genliğindeki düşüşe bağlı olarak iki cihaz arasındaki mesafeyi tahmin eder. Ne yazık ki, bu yöntemin doğruluğu genellikle sınırlıdır ve genellikle üç ila beş metre arasında değişmektedir. Ayrıca RSSI, soğurma ve kırınım gibi dış etkenlerden kaynaklanan girişimlere karşı savunmasız kalır.

Bundan sonra, mesafe aralığı doğruluğunda daha gelişmiş teknikler doğar - Varış açısı (AoA) ve Uzaklaşma açısı (AoD) . AoA ve AoD, mesafeyi doğrudan tahmin etmek yerine, gelen veya giden radyo sinyallerinin açılarından mesafeleri elde etmek için trigonometriyi kullanır. Bu metodoloji metre altı doğruluk elde edebilir.

Bununla birlikte, çevredeki koşullara bağlı olarak doğruluk önemli ölçüde dalgalanabilir. Örneğin, çok yollu yayılım, engeller ve yansıtıcı yüzeylerle yoğun olarak dolu olan kapalı alanlarda doğru ölçümleri engelleyebilir.

Bu bizi yüksek doğruluklu konum hizmetleri için en yeni kablosuz teknoloji olan Bluetooth® Kanal Sondasına götürüyor. Geleneksel Bluetooth ölçüm teknolojileri ile Kanal Sondajı arasındaki en belirgin fark, ölçüm yöntemidir.

Faz bazlı aralık ile Bluetooth Kanal Sondajı 10 cm'lik doğruluğa doğru sıçrar. Cihaz zorlu iç ortamlarda bulunsa bile, önceki iki tekniğe kıyasla daha kesin bir konum elde edebiliyor. Bu nedenle, Kanal Sondajı geniş bir uygulama yelpazesini güçlendirecektir; örn. varlık takibi ve iç mekan navigasyonu.

Sinyal Manipülasyonuna Karşı Gelişmiş Güvenlik

RSSI'nin düşük doğruluk dışında başka bir dezavantajı, yani güvenlik riski vardır. Sinyal seviyelerine müdahale edilebilir ve bu da potansiyel olarak yüksek güvenlikli durumlarda ihlallere yol açabilir. Örneğin, akıllı kapı sistemleri gibi güvenliğe duyarlı kullanım durumlarında, bir saldırgan, sistemi kandırarak birini gerçekte olduğundan daha yakın algılaması için RSSI düzeyini yükseltebilir. Bu güvenlik açıkları RSSI'yi yüksek güvenlikli uygulamalar için yetersiz kılmaktadır.

Bluetooth Kanal Sondajı için bağlantı katmanı reklam, tarama, bağlantı yönetimi, eşzamansız ve eş zamanlı veri iletişimi ve veri şifreleme prosedürlerini yönetir. Üstelik faz bazlı menzil algoritması aktarma saldırılarını önleyebilir. Olağanüstü menzil tekniği, araç erişim kontrol sistemleri, dijital anahtarlar ve yüksek güvenlikli uygulamalar için uygundur.

Düşük Maliyetli Konumlandırma Çözümü

Varış Açısı (AOA), hassas bir ölçüm elde etmek için birden fazla Bluetooth anteni (en az üç anten) gerektirir.

Belki şimdi aklınıza başka bir yüksek doğruluklu teknoloji geliyor: Ultra Geniş Bant (UWB). UWB santimetrenin altındaki hassasiyete bile ulaşabilse de yeni bir yonga setinin dahil edilmesini gerektirir. Ek olarak, güç tüketimi hızla azalsa da BLE'lere göre oldukça yüksek kalıyor. Buradan Ultra-Geniş Bant'ın (UWB) gelişmiş doğruluk sağladığı ancak artan bütçe ve karmaşıklık pahasına olduğu sonucu çıkıyor.

Yukarıda belirtilen iki avantajın yanı sıra, Kanal Seslendirme özelliğine sahip tek antenli Bluetooth LE çözümleri, UWB çözümlerine göre daha uygun maliyetlidir.

Kusursuz Entegrasyon ve Birlikte Çalışabilirlik

Bluetooth Kanal Seslendirme, mevcut Bluetooth teknolojisi tarafından sağlanmakta olup, yerleşik altyapı ve cihazlara sorunsuz bir şekilde entegre edilmesini kolaylaştırır. Bu, işletmelerin ve geliştiricilerin ek yonga setlerine ihtiyaç duymadan güvenli, düşük maliyetli ve doğru bir konumlandırma çözümüne hızla kolayca erişebilecekleri anlamına gelir.

Bluetooth Kanal Sondajının benzeri görülmemiş doğruluğu, güvenliği ve esnekliği birçok uygulama için engelleri ortadan kaldırır. Hangi kullanım durumları muhtemelen teknolojiyi benimseyecektir?

Hangi Kullanım Durumları Yüksek Doğruluklu Mesafe Ölçümünü (HADM) Tercih Ediyor?

Yüksek doğruluklu mesafe ölçümünün (HADM) uygulamaları çeşitlidir. Bu yeni teknolojiden önemli ölçüde yararlanabilecek bazı kullanım durumları şunlardır:

İç Mekan Navigasyonu : Büyük alışveriş merkezlerinde, Kanal Seslendirmenin Elektronik Raf Etiketi (ESL) protokolleri gibi diğer yeni Bluetooth teknolojileriyle birleşimi, kullanıcılara kesin yönler ve gerçek zamanlı güncellemeler sunarak iç mekan navigasyon deneyimlerinde devrim yaratabilir.

Varlık Takibi : Bluetooth tabanlı sistemler, endüstriyel ve depo ortamlarında varlık takibi için yaygın olarak ticarileştirilmiştir. Bu sistemler aynı zamanda performans standartlarını karşılamak için mevcut Bluetooth Düşük Enerji teknolojisinden de yararlanır. Geliştiriciler bu sistemlerin konumlandırma doğruluğunu geliştirmek için Kanal Sondajını kullanabilirler. Bu yalnızca kayıp veya hırsızlığın önlenmesine yardımcı olmakla kalmaz, aynı zamanda envanter yönetimi süreçlerini kolaylaştırarak operasyonel verimliliği de artırır.

Üstelik profesyonel sporlarda gerçek zamanlı sporcu takibi gibi daha zorlu sistemlerin bazılarına gelişmiş özellikler sağlar.

Araç Anahtarsız Giriş : Kanal Sondajı, araç anahtarsız giriş için çeşitli avantajlar sunar . Bu teknoloji, mesafe tahmini için Alma Sinyali Gücü Göstergesine (RSSI) dayanan eski sistemlere kıyasla daha fazla doğruluk sağlar. Bu, otomobil üreticilerinin araçlardaki Bluetooth antenlerinin sayısını azaltırken doğruluk standartlarını karşılamasını sağlar. Böylece, Anahtar Olarak Telefonun (PaaK) genel maliyetini azaltır. Ayrıca Kanal Sondajı güvenliği, anahtarsız giriş sistemine yönelik çeşitli potansiyel saldırıları engeller.

Kısacası, önceki nesil Bluetooth konumlandırmaya göre yüksek güvenlik ve doğruluk, düşük güç profili ve düşük maliyetle birleştiğinde, Bluetooth Kanal Sondajını endüstriyel / depo / tüketici varlık takibi, ESL sistemleri, gerçek zamanlı spor / gibi uygulamalar için ideal hale getirir. fitness takibi ve otomotiv dijital anahtarları .

RF- star'ın Perspektifi

Texas Instruments(TI), Bluetooth Kanal Sondaj teknolojisinin spesifikasyonu üzerinde SIG ile aktif olarak çalışmaktadır. TI CC2340R5 ve yakında çıkacak Bluetooth LE yonga setleri, RF çekirdeğinde ve Bluetooth yığınında yeni tekniği destekleyecek.

Bluetooth LE çözümlerinin önde gelen küresel sağlayıcısı ve TI'nin IDH'lerinden biri olan RF-star, kendisini Bluetooth Düşük Enerji yeniliğine adamıştır. TI CC2340R5 yonga setlerini temel alan CC2340 Bluetooth LE modülleri daha sonra Kanal Sondajı modlarını destekleyecektir. Tüketici IoT, endüstriyel ve otomotiv uygulamalarına yüksek doğruluklu, düşük maliyetli ve güvenli menzil çözümleri sağlayacaklar. RF-star, bu çığır açan teknolojiyle desteklenen bu yenilikçi çözümlerin önümüzdeki birkaç yıl içinde kablosuz konumlandırma sistemlerinde hayati bir rol oynayacağına inanıyor.

UWB teknolojisi şu anda cm altı mesafe ölçümü gerçekleştirebiliyor ancak maliyet ve sektör ekosistemi açısından henüz Bluetooth Kanal Seslendirme ile rekabet edemiyor. RF-star, Kanal Sondajının UWB darbeli radyo gibi diğer teknolojilerin tamamen yerini alamayabileceğini öngörüyor. Birden fazla ölçüm yöntemini birleştiren hibrit çözümler gelecekte yaygınlaşabilir.

Bluetooth Kanal Seslendirme hakkında daha fazla bilgi için lütfen RF-star'ın blogunu takip edin veya info@szrfstar.com adresinden uzmanlarımızla iletişime geçin.