藍(lán)牙6.0核心規(guī)范發(fā)布：可實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)精準(zhǔn)定位！

近日，藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟 （SIG） 發(fā)布了新版本的藍(lán)牙核心規(guī)范——藍(lán)牙 6.0 版本，雖然藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟在2023年更新了藍(lán)牙5.4，但這是自2016年藍(lán)牙5 標(biāo)準(zhǔn)推出8年以來(lái)最大的一次更新。藍(lán)牙6.0 主要側(cè)重于提高效率和可靠性，允許更多的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備使用它來(lái)進(jìn)行通信，帶來(lái)了包括了藍(lán)牙信道探測(cè)、基于決策的廣告過(guò)濾、監(jiān)控廣告商、同步適配層 （ISOAL） 的增強(qiáng)功能、LL 擴(kuò)展功能集和幀空間更新等眾多新功能。

1、藍(lán)牙頻道探測(cè)

藍(lán)牙頻道探測(cè)是藍(lán)牙6.0 帶來(lái)的最突出的新功能。這項(xiàng)技術(shù)為藍(lán)牙設(shè)備提供了兩個(gè)優(yōu)勢(shì)：增強(qiáng)的安全性以及更高的位置查找準(zhǔn)確性。藍(lán)牙頻道探測(cè)通過(guò)允許設(shè)備無(wú)線通信以準(zhǔn)確找到彼此的位置來(lái)提高安全性，從而更難欺騙藍(lán)牙信號(hào)并操縱其強(qiáng)度。

這項(xiàng)創(chuàng)新帶來(lái)了真正的高精度距離感知，為各種應(yīng)用帶來(lái)了變革性的優(yōu)勢(shì)。“查找”解決方案的用戶體驗(yàn)可以得到極大的改善，從而更輕松、更快速地找到丟失的物品。

據(jù)了解，自從藍(lán)牙核心規(guī)范中首次指定藍(lán)牙 LE 以來(lái)，到達(dá)角 （AoA） 和出發(fā)角 （AoD） 測(cè)向等核心功能以及許多相關(guān)配置文件（如 Find Me 配置文件）已將藍(lán)牙 LE 確立為一種流行的定位服務(wù)技術(shù)。

但是在藍(lán)牙6.0 版發(fā)布之前，這只能使用一種稱為路徑損耗計(jì)算的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。此方法要求接收設(shè)備測(cè)量接收到的信號(hào)強(qiáng)度（稱為 RSSI），并了解遠(yuǎn)程設(shè)備在距****的某個(gè)參考距離（如 1 米）處傳輸?shù)男盘?hào)強(qiáng)度。此外，相關(guān)物理場(chǎng)表明，接收器的信號(hào)強(qiáng)度與其與****的距離的平方成反比。有了發(fā)射機(jī)參考信號(hào)強(qiáng)度、RSSI 和這個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)關(guān)系，就可以計(jì)算出距離值。

當(dāng)距離計(jì)算的精度要求較高，并且這種計(jì)算的一致性和可靠性不是特別高時(shí)，路徑損耗計(jì)算是合適的。由于當(dāng)兩個(gè)器件之間的距離相對(duì)較小時(shí)，信號(hào)強(qiáng)度最初會(huì)迅速下降，因此路徑損耗計(jì)算可以產(chǎn)生相當(dāng)好的結(jié)果。但是在較長(zhǎng)的距離上，較小的信號(hào)強(qiáng)度變化可能對(duì)應(yīng)于較大的可能距離范圍，這使得計(jì)算對(duì)小誤差非常敏感。該方法容易受到干擾和其他環(huán)境因素的影響。此外，它還不安全，使應(yīng)用程序面臨攻擊的風(fēng)險(xiǎn)，例如，距離欺騙。因此，舊的藍(lán)牙測(cè)距技術(shù)，在資產(chǎn)跟蹤、無(wú)鑰匙進(jìn)入和點(diǎn)火系統(tǒng)等應(yīng)用方面更具挑戰(zhàn)性，需要一種更復(fù)雜、更安全和標(biāo)準(zhǔn)化的方法，以產(chǎn)生更準(zhǔn)確、更可靠的結(jié)果。

據(jù)了解，藍(lán)牙6.0采用了基于相位的測(cè)距 （Phase-based Ranging, PBR）技術(shù)，該方法利用了無(wú)線電信號(hào)的一個(gè)基本特性，即相位及其與頻率和波長(zhǎng)的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙互聯(lián)設(shè)備之間的高精度測(cè)距，并在相當(dāng)長(zhǎng)的距離內(nèi)可確保厘米級(jí)精度，滿足絕大多數(shù)應(yīng)用的需求，而且簡(jiǎn)單的互聯(lián)設(shè)備也能充分利用真實(shí)的距離感知功能。雖然，PBR的相旋轉(zhuǎn)的周期性，可能會(huì)導(dǎo)致的“距離模糊”問(wèn)題（由于藍(lán)牙 CS 使用 1 MHz 的頻率間隔，直到 150 米左右才會(huì)出現(xiàn)），但是可以通過(guò)將 PBR 與第二種距離測(cè)量方法（往返計(jì)時(shí)）結(jié)合使用來(lái)解決。

藍(lán)牙 SIG 表示，這將帶來(lái)“相當(dāng)長(zhǎng)距離的厘米級(jí)精度”。藍(lán)牙技術(shù)已經(jīng)用于定位服務(wù)，例如 Android 的 Find My Device 網(wǎng)絡(luò)和 Apple 的 Find My。但是，后者仍然使用超寬帶 （UWB） 芯片進(jìn)行準(zhǔn)確導(dǎo)航。

同時(shí)，在數(shù)字鑰匙解決方案中，藍(lán)牙頻道探測(cè)將增加一個(gè)強(qiáng)大的安全層，確保只有指定范圍內(nèi)的授權(quán)用戶才能解鎖門或訪問(wèn)安全區(qū)域。

總結(jié)來(lái)說(shuō)，隨著藍(lán)牙頻道探測(cè)功能的引入，藍(lán)牙設(shè)備現(xiàn)在可以將其確切位置透露給授權(quán)設(shè)備，而無(wú)需 UWB 芯片。隨著藍(lán)牙設(shè)備的普及，尤其是在 IoT 設(shè)備中，我們很快就會(huì)擁有一個(gè)更強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)，可以幫助我們?cè)谌魏蔚胤蕉ㄎ粠缀跞魏螙|西。這可以在 iPhone、Android 和其他具有 Windows 和 Linux 等其他操作系統(tǒng)的設(shè)備上擴(kuò)展“查找”網(wǎng)絡(luò)。

2、基于決策的廣告過(guò)濾

藍(lán)牙低功耗 （LE） 擴(kuò)展廣告功能支持在主無(wú)線電信道和輔助無(wú)線電信道上傳輸?shù)囊幌盗邢嚓P(guān)數(shù)據(jù)包?；跊Q策的廣告過(guò)濾允許掃描設(shè)備使用在主廣告通道上接收的數(shù)據(jù)包的內(nèi)容來(lái)決定是否應(yīng)該掃描輔助通道上的相關(guān)數(shù)據(jù)包，從而減少在輔助通道上掃描可能不包含與應(yīng)用程序相關(guān)的 PDU 的數(shù)據(jù)包所花費(fèi)的時(shí)間，從而提高掃描效率。

3、監(jiān)控廣告商

觀察者設(shè)備的主機(jī)組件可以指示藍(lán)牙 LE 控制器過(guò)濾重復(fù)的廣告數(shù)據(jù)包。當(dāng)此類型的過(guò)濾處于活動(dòng)狀態(tài)時(shí)，主機(jī)將僅從每個(gè)唯一設(shè)備接收一個(gè)廣播數(shù)據(jù)包（受藍(lán)牙核心規(guī)范定義，即在此上下文中構(gòu)成唯一設(shè)備）。這提高了主機(jī)的效率，但缺點(diǎn)是，當(dāng)情況要求觀察者設(shè)備現(xiàn)在應(yīng)嘗試連接到設(shè)備時(shí)，主機(jī)無(wú)法知道設(shè)備是否仍在范圍內(nèi)。這可能會(huì)導(dǎo)致觀察者浪費(fèi)能源對(duì)先前發(fā)現(xiàn)的不再在范圍內(nèi)的設(shè)備執(zhí)行高占空比掃描。新的監(jiān)控廣告商功能使用主機(jī)控制器接口 （HCI） 事件，在感興趣的設(shè)備移入和移出范圍時(shí)通知主機(jī)。

4、ISOAL 增強(qiáng)

同步適配層 （ISOAL） 使較大的數(shù)據(jù)幀能夠在較小的鏈路層數(shù)據(jù)包中傳輸，并確?？梢灾貥?gòu)接收器正確處理數(shù)據(jù)所需的相關(guān)時(shí)序信息。ISOAL 可以根據(jù)某些變量生產(chǎn)成幀或非成幀 PDU。如果產(chǎn)生成幀 PDU，則延遲可能會(huì)因此增加。在藍(lán)牙核心規(guī)范版本 6.0 中，ISOAL 得到了改進(jìn)，定義了一種新的成幀模式，該模式可減少對(duì)此問(wèn)題特別敏感的用例的延遲。相同的功能還可以提高可靠性。

5、LL 擴(kuò)展功能集

借助這一進(jìn)步，設(shè)備可以交換有關(guān)它們各自支持的鏈路層功能的信息。此功能已得到增強(qiáng)，可支持更多的功能，隨著 Bluetooth LE 的復(fù)雜性和多功能性的增長(zhǎng)，這些功能變得非常必要。

6、幀空間更新

藍(lán)牙核心規(guī)范的早期版本定義了一個(gè)時(shí)間常數(shù)值，用于分隔連接事件或連接的同步流 （CIS） 子事件中數(shù)據(jù)包的相鄰傳輸。該值在規(guī)范中指定為 T_IFS，固定值為 150 μs。在藍(lán)牙核心規(guī)范 6.0 版中，用于連接或連接的同步流的幀間隔現(xiàn)在是可協(xié)商的，并且可以短于或長(zhǎng)于 150 μs。

編輯：芯智訊-浪客劍