Con sus conocidas capacidades de transmisión de audio y transferencia de datos, Bluetooth La tecnología se ha convertido en una parte omnipresente de nuestras vidas y alimenta todo, desde auriculares inalámbricos hasta dispositivos domésticos inteligentes. ¿Pero sabías que Bluetooth está dando un salto hacia los servicios de localización de alta precisión gracias a una técnica innovadora llamada sondeo de canales Bluetooth?

En este artículo, exploraremos qué es el sonido de canal Bluetooth, cómo funciona, los beneficios que aporta a los servicios de ubicación, qué casos de uso se benefician de la medición de distancia de alta precisión (HADM) y por qué es un punto de inflexión en el mundo. mundo de la conectividad.

¿Qué es el sonido del canal Bluetooth?

El sondeo de canales, anteriormente conocido como medición de distancia de alta precisión (HADM), es una nueva técnica para calcular la distancia entre dos dispositivos Bluetooth. Utiliza rango basado en fase (PBR) en múltiples canales para obtener una medición de distancia precisa.

¿Suena complejo? En esencia, el principio de sondeo de canales es simple.

Cómo suena el canal Bluetooth ¿Trabajos?

Mire la imagen del procedimiento de sondeo del canal y exploremos el principio de una manera sencilla.

El dispositivo A envía una señal de radio al dispositivo B, tras lo cual el dispositivo B mide la fase de esta señal y la transmite de regreso al dispositivo A con esa misma fase. Después de esto, el Dispositivo A evalúa la variación de fase entre las señales de radio transmitidas y recibidas para determinar la distancia recorrida por estas señales en el momento del vuelo.

Este procedimiento se repite varias veces en diferentes frecuencias de canal, por lo que los dispositivos Bluetooth pueden estimar una distancia inequívoca de forma precisa utilizando datos de fase.

La próxima función trae buenas noticias para el creciente número de dispositivos Bluetooth, especialmente aquellos con servicios de ubicación.

¿Cuáles son los beneficios de los servicios de localización Bluetooth con sonido de canales?

Los beneficios de los servicios de ubicación Bluetooth con sonido de canales son vastos e impactantes. Estas son las ventajas clave.

Alta precisión de hasta 10 cm

A pesar de la utilidad comprobada de las tecnologías de alcance Bluetooth existentes, su precisión en las mediciones de distancia puede ser insuficiente para casos de uso más desafiantes.

Lo omnipresente indicador de intensidad de la señal recibida (RSSI) Esta técnica, disponible en todos los teléfonos inteligentes, estima la distancia entre dos dispositivos basándose en la disminución de la amplitud de la señal. Lamentablemente, la precisión de este método es generalmente limitada y suele oscilar entre tres y cinco metros. Además, RSSI sigue siendo vulnerable a la interferencia de factores externos, como la absorción y la difracción.

Después de eso, nacen técnicas más avanzadas en precisión de alcance a distancia: Ángulo de llegada (AoA) y Ángulo de salida (AoD). En lugar de estimar directamente la distancia, AoA y AoD utilizan trigonometría para derivar distancias a partir de los ángulos de las señales de radio entrantes o salientes. Esta metodología puede lograr una precisión submétrica.

Sin embargo, la precisión puede variar considerablemente debido a las circunstancias del entorno. Por ejemplo, la propagación por trayectos múltiples puede impedir mediciones precisas en espacios interiores densamente poblados de obstáculos y superficies reflectantes.

Esto nos lleva al sondeo de canales Bluetooth®, la última tecnología inalámbrica para servicios de localización de alta precisión. La diferencia destacada entre las tecnologías de medición de alcance Bluetooth tradicionales y el sondeo de canales es el método de medición.

Con el alcance basado en fases, el sonido del canal Bluetooth salta hacia una precisión de 10 cm. Incluso si el dispositivo se encuentra en entornos interiores difíciles, puede obtener una ubicación más precisa que las dos técnicas anteriores. Por lo tanto, el sondeo de canales permitirá una amplia gama de aplicaciones, por ejemplo. seguimiento de activos y navegación en interiores.

Seguridad mejorada contra la manipulación de señales

RSSI tiene otro inconveniente además de su baja precisión: es decir, un riesgo para la seguridad. Sus niveles de señal pueden alterarse, lo que podría provocar violaciones en situaciones de alta seguridad.

Por ejemplo, en casos de uso sensibles a la seguridad, como los sistemas de puertas inteligentes, un atacante podría elevar el nivel RSSI para engañar al sistema y hacerle percibir que alguien está más cerca de lo que realmente está. Estas vulnerabilidades hacen que RSSI sea inadecuado para aplicaciones de alta seguridad.

Para el sondeo del canal Bluetooth, la capa de enlace maneja procedimientos de publicidad, escaneo, administración de conexiones, comunicación de datos asíncrona e isócrona y cifrado de datos. Además, su algoritmo de alcance basado en fases puede prevenir ataques de retransmisión. Esta excelente técnica de alcance es adecuada para sistemas de control de acceso de automóviles, llaves digitales y aplicaciones de alta seguridad.

Solución de posicionamiento de bajo costo

El ángulo de llegada (AOA) requiere múltiples antenas Bluetooth (al menos tres antenas) para obtener una medición precisa.

Quizás ahora se le ocurra otra tecnología de alta precisión como la banda ultraancha (UWB). Si bien UWB puede alcanzar una precisión incluso subcentimétrica, requiere la incorporación de un nuevo conjunto de chips. Además, su consumo de energía, aunque disminuye rápidamente, sigue siendo notablemente más alto que el de BLE. De ello se deduce que la banda ultraancha (UWB) ofrece una precisión mejorada, pero a costa de un mayor presupuesto y complejidad.

Aparte de las dos ventajas mencionadas anteriormente, las soluciones Bluetooth LE de antena única con sonido de canal son más rentables que las soluciones UWB.

Integración e interoperabilidad perfectas

El sonido del canal Bluetooth se introduce mediante la tecnología Bluetooth existente, lo que facilita la integración perfecta en la infraestructura y los dispositivos establecidos. Esto significa que las empresas y los desarrolladores tendrán fácil acceso rápidamente a una solución de posicionamiento precisa, segura y de bajo costo sin necesidad de conjuntos de chips adicionales.

La precisión, seguridad y flexibilidad sin precedentes del sonido del canal Bluetooth rompen barreras para muchas aplicaciones. ¿Qué casos de uso probablemente adoptarán la tecnología?

¿Qué casos de uso prefieren la medición de distancias de alta precisión (HADM)?

Las aplicaciones de la medición de distancias de alta precisión (HADM) son diversas. A continuación se muestran algunos casos de uso que pueden beneficiarse significativamente de esta nueva tecnología.

Navegación interior: En los grandes centros comerciales, la combinación del sonido del canal con otras nuevas tecnologías Bluetooth, como los protocolos de etiquetas electrónicas en los estantes (ESL), puede revolucionar las experiencias de navegación en interiores, brindando a los usuarios direcciones precisas y actualizaciones en tiempo real.

Seguimiento de activos: Los sistemas basados ​​en Bluetooth se han comercializado ampliamente para el seguimiento de activos en entornos industriales y de almacén. Estos sistemas también aprovechan la tecnología Bluetooth de bajo consumo existente para cumplir con los estándares de rendimiento. Los desarrolladores pueden utilizar el sonido de canales para mejorar la precisión de posicionamiento de estos sistemas. Esto no sólo ayuda a prevenir pérdidas o robos, sino que también mejora la eficiencia operativa al optimizar los procesos de gestión de inventario.

Además, proporciona funciones avanzadas para algunos de los sistemas más exigentes disponibles, como el seguimiento de atletas en tiempo real en deportes profesionales.

Entrada sin llave del vehículo: El sonido de canal ofrece varios beneficios para la entrada sin llave del vehículo. Esta tecnología proporciona una mayor precisión en comparación con los sistemas más antiguos que dependen de la indicación de intensidad de la señal de recepción (RSSI) para estimar la distancia. Esto permite a los fabricantes de automóviles cumplir con los estándares de precisión y al mismo tiempo reducir la cantidad de antenas Bluetooth en los vehículos. De este modo, se reduce el coste total de un teléfono como clave (PaaK). Además, la seguridad del sonido del canal bloquea varios ataques potenciales al sistema de entrada sin llave.

En resumen, la alta seguridad y precisión de las generaciones anteriores de posicionamiento Bluetooth, junto con su bajo perfil de potencia y bajo costo, hacen que el sonido del canal Bluetooth sea ideal para aplicaciones tales como seguimiento de activos industriales/almacenes/consumidores, sistemas ESL, deportes en tiempo real/ seguimiento de actividad física y llaves digitales para automóviles.

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• Fuente: https://www.iotforall.com/how-bluetooth-channel-sounding-redefines-location-accuracy