在現(xiàn)今高度數(shù)字化與互聯(lián)網(wǎng)普及的社會(huì)背景下，基于位置的服務(wù)需求日益增長(zhǎng)。隨著物聯(lián)網(wǎng)智能設(shè)備以及無線通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，室內(nèi)定位系統(tǒng)已逐漸成為諸如商場(chǎng)導(dǎo)航、倉庫管理、工業(yè)自動(dòng)化、智能醫(yī)療中心以及緊急情況預(yù)警等多種應(yīng)用場(chǎng)景的核心技術(shù)。

目前能夠提供IPS服務(wù)的無線通信技術(shù)一般有：藍(lán)牙（特別是低功耗藍(lán)牙BLE）,超寬帶（UWB）,WiFi等。和其他無線技術(shù)相比，BLE具有低功耗、低成本、易部署、易于現(xiàn)有個(gè)人消費(fèi)終端直接通信等優(yōu)點(diǎn)，目前出貨量顯著上升,已成為室內(nèi)定位系統(tǒng)中最重要的無線方案

一：BLE現(xiàn)有定位服務(wù)技術(shù)

現(xiàn)有BLE能夠提供的定位服務(wù)主要是基于RSSI（Received Signal Strength Indicator）和DF(Direction Finding)這兩大類。RSSI是基于接收信號(hào)能量的一種無線測(cè)距技術(shù)，在任何版本的BLE設(shè)備上都支持。但由于該技術(shù)容易受到多徑等室內(nèi)通信干擾，一般工業(yè)級(jí)產(chǎn)品的定位精度都在米級(jí)。少量學(xué)術(shù)界的論文在指紋、機(jī)器學(xué)習(xí)等算法加持下，能夠?qū)崿F(xiàn)米級(jí)以內(nèi)的定位精度。但很難在低成本、大規(guī)模部署的工業(yè)場(chǎng)景復(fù)現(xiàn)。DF技術(shù)是在藍(lán)牙規(guī)范5.1版本后支持的測(cè)向/定位技術(shù)。利用該技術(shù)實(shí)現(xiàn)測(cè)向/定位時(shí)，需要在接收端或者是在發(fā)射端引入多天線陣列。天線陣列在接收端的系統(tǒng)稱為AoA(Angle of Arrival)，而在發(fā)射端的系統(tǒng)稱為AoD(Angle of Departure)。該技術(shù)不管在工業(yè)界和學(xué)術(shù)界都可以復(fù)現(xiàn)分米級(jí)別的定位精度 [2]。但是，BLE DF需要高精度的天線陣列，使得設(shè)備在尺寸、實(shí)際部署等因素上都存在較多限制。另外，BLE DF的高精度定位區(qū)域也有限，一般可以高精度定位半徑近似為部署層高，而大規(guī)模部署又受制于天線陣列引入后的成本。因此在折中考慮成本、部署難度、尺寸、實(shí)際定位精度等因素后，BLE DF技術(shù)沒有達(dá)到預(yù)期流行的效果。

二：藍(lán)牙信道探測(cè)技術(shù)

為了實(shí)現(xiàn)低成本、易部署、高精度的IPS系統(tǒng)，Bluetooth標(biāo)準(zhǔn)一直在尋找新的高精度測(cè)距技術(shù)（HADM: High Accuracy Distance Measurement）。目前引入Bluetooth草案，并預(yù)計(jì)在新的規(guī)范中發(fā)布實(shí)施的HADM技術(shù)是一種基于相位的測(cè)距技術(shù)，被稱為藍(lán)牙信道探測(cè)（Channel Sounding）目前主流BLE芯片方案商都已完成基于該技術(shù)的測(cè)距驗(yàn)證，最高可以實(shí)現(xiàn)10cm級(jí)別的測(cè)距精度 。藍(lán)牙信道探測(cè)器的工作原理基于相位測(cè)距（?PBR）?，?這是一種高精度定位測(cè)量技術(shù)，?能夠?qū)崿F(xiàn)亞米級(jí)的精度，?甚至高達(dá)10厘米的精度。?這種技術(shù)不直接估算距離，?而是利用三角定位法從發(fā)出或接收無線信號(hào)的角度進(jìn)行距離測(cè)量。?與傳統(tǒng)的RSSI技術(shù)相比，?藍(lán)牙信道探測(cè)器不受中繼攻擊的影響，?提供了更高的安全性。?此外，?它還支持廣播、?掃描、?連接管理、?異步和常時(shí)等量數(shù)據(jù)通信以及數(shù)據(jù)加密等過程，?使得它在高安全性應(yīng)用如車輛安全進(jìn)入、?門禁控制和數(shù)字鑰匙等方面表現(xiàn)出色。

三：藍(lán)牙信道探測(cè)的優(yōu)勢(shì)?

藍(lán)牙信道探測(cè)的優(yōu)勢(shì)在于其成本效益，?相比需要藍(lán)牙天線陣列的AoA和AoD技術(shù)，?它使用單天線即可提供相當(dāng)準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，?這降低了整體項(xiàng)目的成本。?此外，?雖然超寬帶（?UWB）?技術(shù)也能達(dá)到厘米級(jí)的精度，?但需要為無線設(shè)備添加新的芯片，?且功耗較高，?增加了成本預(yù)算和技術(shù)復(fù)雜性。?相比之下，?藍(lán)牙信道探測(cè)器的低功耗藍(lán)牙方案在成本效益上更勝一籌。

四：BLE藍(lán)牙定位服務(wù)的未來

藍(lán)牙和無線技術(shù)的設(shè)備定位功能不斷增加，目前包括廣告（用于確認(rèn)存在）、RSSI（用于航向測(cè)距）和測(cè)向（用于高精度測(cè)向），在此基礎(chǔ)上，目前正在進(jìn)行一個(gè)規(guī)范開發(fā)項(xiàng)目，以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)藍(lán)牙設(shè)備之間的安全、精細(xì)測(cè)距。預(yù)計(jì)這一功能將支持創(chuàng)建可提供更高精度的定位系統(tǒng)，也促進(jìn)市場(chǎng)對(duì)藍(lán)牙的需求。

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