藍牙技術聯盟（BluetoothSIG）近期發布新的藍牙6.0標準，并推出信道探測（Channel Sounding）技術，可用于從智能門鎖和門禁系統到資產追蹤和管理的各個領域，釋放了物聯網的真正潛力，并通過實現智能和情境感知系統的最高精度距離測量，創建無縫的互聯網絡。本文將概略說明信道探測的基礎概念和新興的應用案例，最后還將介紹如何通過Silicon Labs（芯科科技）的BG2x系列藍牙SoC和軟件工具來快速實現此一新功能。

信道探測的優勢

信道探測先前稱為高精度距離測量（HADM），該技術基于相位測距（PBR）、往返時間 （RTT）或兩者并用，精確測量兩臺低功耗藍牙連接設備之間的距離。

該技術可實現連接導向式雙向測距。

支持設備之間多達四個天線路徑—最大限度地減少多路徑影響，從而提高準確性。

提供增強的內置安全功能，以降低中間人或中繼攻擊風險。

信道探測如何運作

信道探測是一種估算兩臺設備之間距離的方法，兩臺設備分別被指定為啟動器和反射器。這兩臺設備跨越 72個RF物理信道交換信息，首先由啟動器發射信息，然后由反射器作出響應。這種交替的發射和接收可實現精確的距離測量。該技術采用相位測距 (PBR) 或往返時間 (RTT) 或兩者并用，以在 2.4 GHz 頻譜范圍內實現準確協調。該技術還支持一到四個天線路徑，以提高測量準確性和可靠性。

往返時間(RTT)

通信信道中的往返時間 (RTT) 是指信號從啟動器行進到反射器并再次返回所需的持續時間。通過評估飛行時間（ToF，啟動器和反射器之間交換數據包所需的時間），可以估算距離。為此，兩臺設備均記錄到達時間 (ToA) 和發射時間 (ToD)。分析啟動器和反射器的 ToA 和 ToD 之間的差異能為實現可靠的距離計算提供必要數據。而且就安全性而言，由于時間無法逆轉，RTT 也被認為是高度安全的。

相位測距(PBR)

相位測距 (PBR) 利用 RF 信號中的相位旋轉原理確定距離。在此過程中，啟動器發送具有特定頻率和振幅信息的信號，反射器則會在發送響應之前測量接收到的信號的相位。通過比較來自兩臺設備的信號之間的相位差，可以確定設備間的相對距離。PBR 具有顯著的安全優勢，較之 RSSI（接收的信號強度指示）等方法尤其如此。鑒于操作相位信息具有復雜性，PBR 是較為安全的測距技術。

藍牙信道探測的目標應用

第一類：接近感知

開發低功耗藍牙設備，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特定預定義區域的訪問以及跟蹤智能設備及其移動來實現自動化并增強安全性。信道探測有助于優化地理圍欄應用并提高網絡的性能和可靠性。

門鎖：智能鎖可以使用智能設備遠程進行控制，并且僅允許處于指定訪問范圍內的授權設備進入。信道探測可用于提高這些設備的準確性和可靠性，并有助于提高它們的安全性。

無線遙控門鎖：信道探測可確保只有處在預定義的系統（例如車輛）接近范圍內的授權用戶和設備才能訪問系統。

第二類：定位解決方案

適用于資產管理和個人物品追蹤等應用。很好地融合了精確和便利的優勢。

倉庫管理：倉庫管理包括監控倉庫中的貨物存儲；跟蹤貨物移動、庫存控制；以及管理其他運營和物流。信道探測可以幫助提高倉庫管理系統的效率并進行系統優化。

寵物追蹤：寵物跟蹤是另一種應用，可以使用信道探測提高位置跟蹤和查找的準確性，幫助主人隨時了解寵物的行蹤。

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

信道探測用例

上車門禁

信道探測的一個主要用例是遙控無鑰匙上車。該技術用于通過測距進行區域檢測，驗證接近的用戶并解鎖車輛。它在數據信道之間建立的連接（在本例中，是鑰匙扣或手機與汽車上的錨點之間的連接）上使用藍牙測距。

室內測距

信道探測為醫院、倉庫等設施提供解決方案，實現受限訪問和資產追蹤。它對門口的人員進行授權，經過身份驗證后允許其進入，從而提高安全性。它還可以用于監控資產，如醫療設備或其他高價值物品。

芯科科技信道探測解決方案

信道探測Radio Board（xG24-RB4198A）

EFR32xG24 信道探測無線電板 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進行藍牙 LE 連接距離估計的產品的開發和原型設計。該套件包括一塊無線電板，建議已有主板可用的人士使用。對于信道探測應用，您需要一個發起者和反射者，因此您額外需要一塊無線電板。

信道探測Pro Kit (xG24-PK6036A)

EFR32xG24 信道探測 Pro 套件旨在支持使用信道探測進行藍牙 LE 連接距離估計的產品的開發和原型設計。Pro 套件包括兩個無線 Pro 套件主板、兩個偶極天線和兩個無線電板，可為 EFR32xG24無線 SoC 提供完整的參考設計。EFR32xG24 Pro 套件提供開發信道探測應用或其他大容量、可擴展 2.4 GHz 無線物聯網解決方案所需的所有工具。

EFR32xG24 開發套件

xG24 開發套件是一款緊湊、功能豐富的開發平臺。該套件為使用信道探測通過低功耗藍牙連接執行距離估計的產品提供了最快的開發和原型設計路徑。這個開發平臺提供雙天線設計，支持高達 +10dBm 的輸出功率，并支持加速度計。該平臺可以通過 USB 連接或鈕扣電池供電。