Channel Sounding功能将加入蓝牙数字钥匙

发布时间:2024-01-07 16:46 阅读次数:

  作为在消费电子领域发展得十分成功、在手机上已属于常规功能且装机率100%的蓝牙技术,经过多年的发展已经被消费者们熟悉和信任。蓝牙技术应用主要分为四大块:音频传输、数据传输、设备网络、位置服务。基于蓝牙技术的位置服务是近年增长最快的蓝牙技术应用领域之一。汽车数字钥匙在车辆访问控制领域发挥着关键作用,是蓝牙技术在位置服务应用中的重要方向。

  基于蓝牙技术的位置服务是近年增长最快的蓝牙技术应用领域之一,蓝牙位置服务设备目前的年出货量超过2.5亿,预计将在2027年达到5.15亿(2023-2027年复合增长率20%)。

  应用于位置服务的蓝牙技术,主要基于RSSI(Received Signal Strength Indication)测距和AoA/AoD(Angle of Arrival/Angle of Departure)测角。在测量距离方面,蓝牙接收器根据接收信号的强度计算出与蓝牙发射器的距离;在测量方位角方面,蓝牙接收器通过寻向功能计算来自蓝牙发射器的信号方向。

  在实时定位系统(RTLS)中,基于蓝牙位置服务的资产跟踪方案可以使系统能够追踪物品位置,其工作原理(移动发射器/固定接收器)如下:

  在室内定位系统(IPS)中,基于蓝牙位置服务的室内导航方案可以使物品能够追踪自己的位置,其工作原理(固定发射器/移动接收器)如下:

  在寻物解决方案(IFS)中,基于蓝牙位置服务的个人寻物方案使个人能够找到自己的物品,其工作原理(移动发射器/移动接收器)如下:

  随着近年来新能源汽车的迅速发展,作为连接人与车的关键入口,几乎所有品牌的汽车都已经计划开发了基于蓝牙技术的汽车数字钥匙,2023年蓝牙数字钥匙和配件的出货量预计已经达到3100万。信驰达在蓝牙数字钥匙方案上已有多款符合车规级蓝牙模块成功装车量产,模块基于TI CC2642R-Q1/CC2340R5-Q1开发,符合AEC-Q100汽车规格等级2,温度范围-40℃~+ 105℃,提供蓝牙低功耗特性:无线电、蓝牙协议栈、配置文件和客户应用程序的所需空间,提供灵活的硬件接口,用于连接传感器,同时提供单电线+N多天线定位方案。

  图8信驰达蓝牙数字钥匙方案蓝牙位置服务新技术——Channel Sounding

  目前基于蓝牙RSSI进行距离测量、基于AoA/AoD测量方位角的定位技术,容易受到环境电磁条件及传输介质影响从而使测量精度降低,且这种无安全机制的测量容易受到攻击从而导致错误的测量结果。因此,未来在最新蓝牙版本中将引入低功耗蓝牙(BLE)的 Channel Sounding 功能,可同时通过相位测量及RTT(往返时间)测量来进行距离估算并相互修正使得蓝牙测距精度更高且具备安全防护机制。其实现原理如下:

  1.信道探测特性中的基于往返时间(RTT)的距离估算中两台设备交换数据包并使用出发时间(ToD)及到达时间(ToA)估算飞行时间(TOF),最后利用ToF估算距离。

  图9 相关时间的定义假定两台设备上的时基相同、ToD和ToA相对测量的距离精度足够、两台设备间满足视距条件且无反射则估算的距离为:

  在2023年3月的CCC成员会议上成功举办Channel Sounding研讨会,讨论的主题涉及准确性、安全性、性能和法规

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