藍牙6.0是藍牙技術聯盟（Bluetooth SIG）最新推出的核心規范，而藍牙信道探測（Channel Sounding）則是該規范中最重要的一項創新功能，可廣泛應用在室內定位，距離檢測及靠近感應等應用場景中。藍牙信道探測是專為提高藍牙設備測距的準確性與安全性而設計，不同于粗略測距的傳統接收信號強度指示（RSSI）方法，藍牙信道探測是一種更為精密的測距功能。

現階段，藍牙技術已經成為人們生活中不可分割的一部分，每天都有數十億的藍牙設備運行在廣闊的物聯網領域之中，而藍牙信道探測功能的出現則可為這些藍牙設備帶來“厘米級”的距離感知能力與定位能力。在未來，藍牙設備之間不僅能更精確地、安全地探測到彼此之間的相對位置，為開發人員和用戶創造更多可能性，還將有望推動藍牙技術進入全新的應用時代，釋放物聯網的更多潛力。

藍牙6.0，如何實現“厘米級”的距離感知能力？

藍牙技術聯盟方面表示，藍牙信道探測功能主要使用兩種經過驗證的測距方法，即基于相位的測距（PBR）和往返時間（RTT），以便在藍牙連接的設備之間實現安全、精細的測距。

藍牙信道探測利用基于相位的測距 （PBR） 來實現兩個設備之間的精確距離測量。在 PBR 中，發起方設備向反射器設備發送信號，反射器設備返回該信號。此過程在多個頻率中重復。設備之間的距離是根據這些頻率上發射和接收信號之間的相位差計算的。

圖源：Bluetooth SIG 用于高精度距離測量的基于相位的測距（PBR）

藍牙信道探測還采用了一種稱為往返時間 （RTT） 的輔助測距方法，作為對抗復雜的中間人 （MITM） 中繼攻擊的對策。在 RTT 中，發起方設備將加密加擾的數據包發送到反射器設備，后者返回數據包。然后，根據數據包來回傳輸所花費的時間計算設備之間的距離。

圖源：Bluetooth SIG 安全距離邊界的往返時間（RTT）

RTT 作為一種安全的距離邊界技術，提供獨立的距離測量來交叉檢查PBR測量，從而可顯著降低MITM攻擊的風險。

圖源：Bluetooth SIG 藍牙信道探測應用程序與藍牙協議棧

綜上所述，通過結合PBR和RTT，藍牙信道探測功能可在藍牙設備之間實現安全精確的測距。在信道探測過程中，發起者通過指定的2.4 GHz信道發送載波信號或數據包，反射者則通過將數據發回給發起者來進行響應。數據包的往返時間以及發送和接收的載波信號之間的相位差都可以用來確定距離。

藍牙技術聯盟表示，從測試情況看，藍牙信道探測功能可實現100米的測量距離，且精度誤差可以做到在±50厘米以內；而在距離小于5米時，甚至可以將精度誤差做到接近10厘米以內。

可以預期，在此“厘米級”的距離感知能力下，藍牙信道探測功能將會為工業、家庭和零售等行業帶來諸多交互上的革新應用。例如：汽車和房屋的無鑰匙進入以及基于地理圍欄的安全策略，在用戶接近時，為獲得正確授權的用戶開門；如果用戶在敏感區域停留太長時間，則會發出警報。藍牙鼠標、鍵盤和游戲控制器可以根據它們與智能手機、平板電腦或筆記本電腦的距離自動在活動與非活動狀態之間切換。

藍牙6.0，如何實現“厘米級”的定位能力？

定位技術有著非常廣泛的應用，例如在全球范圍內普遍使用的GPS。然而，GPS在室內環境下并不能很好地工作，因此需要有一種切實可行的室內定位技術，可以使用追蹤系統來追蹤目標物體的具體位置或方向，或者讓設備自行追蹤目標物體在室內環境中的位置。

而藍牙信道探測功能通過與藍牙5.1所支持的測向功能（到達角（AoA）、出發角（AoD））配合使用，現已可在室內實現“厘米級”的定位功能，其允許在彼此無線覆蓋范圍內的兩臺設備以安全、準確的方式確定它們之間的距離，這極大地增強了低功耗藍牙中已經存在的位置服務和定位功能。

在到達角（AoA）方法中，多個接收器會陣列設置，單個發射器發射的無線電波將以不同的相位到達不同的接收器天線。通過采集從不同天線上所接收到信號的相位差，就可以計算出無線電波的方向。而由于無線電波的入射角度是相對于接收器確定的，因此這種技術被稱之為到達角（AoA）。

圖源：Bluetooth SIG 使用 AoA 和 AoD 進行測向

在出發角（AoD）方法中，多個發射器會陣列設置，并以相同的初始相位發射無線電波，而單個接收器則可以測量不同入射波的相位差，從而計算出線電波的方向。而由于無線電波的入射角度是相對于發射器確定的，因此這種技術被稱之為出發角（AoD）。

可以預期，在此“厘米級”的定位能力以及龐大的藍牙生態下，藍牙信道探測功能將有望被廣泛應用于室內環境中的物品管理、物品追蹤與寵物追蹤等領域。例如：當家中的小型設備如遙控器、鑰匙、耳機等丟失時，可通過手機等設備利用藍牙6.0信道探測功能快速定位其位置。

基于對未來藍牙測距與定位市場的樂觀預期，華普微將于近期推出一款全新升級的藍牙6.0高精度測距模組HM-BT2401DA。目前，該模組的樣品研發及測試驗證工作已接近完成，產品即將上市，敬請期待。

HM-BT2401DA 樣品實拍

HM-BT2401DA是一款基于新一代高性能、超低功耗藍牙6.0芯片，具備“厘米級”測距與定位能力的藍牙模組，可廣泛應用在需要位置或距離測試的應用場景，包含室內定位，距離檢測，及靠近感應等應用。HM-BT2401DA采用32位78MHz ARM Cortex?-M33內核，片上集成258KB SRAM、1536KB FLASH，集成先進射頻收發器，內置AI/ML硬件加速器，搭載雙PCB天線，支持無線數據透傳功能，可快速實現藍牙主從設備之間的連接通信。

可以明確的是，藍牙高精度測距模組具有顯著的商業價值，能夠滿足多個行業對精確定位、低成本、低功耗的需求。展望未來，隨著藍牙技術的不斷成熟與市場需求的持續增長，藍牙高精度測距模組將在物聯網、智能制造、資產管理等領域中發揮更加重要的作用。