关于蓝牙信道探测的简短设计教程

到目前为止，蓝牙 RSSI 依靠估算来确定位置，这会导致多路径和障碍物等问题。这反过来又会大大降低准确性。蓝牙信道探测通过将精度提高到亚米级来解决此问题。“蓝牙 SIG 采用信道探测显著提高了以前的蓝牙测距技术的精度，并鼓励了整个蓝牙设备生态系统的创新。”Nordic Semiconductor 短距离业务部执行副总裁 ?yvind Str?m 表示。

安全性至关重要，以确保未经授权的用户无法访问网络。信道探测集成了强大的安全功能，可防止篡改和中间人 (MITM) 攻击。这对于智能门锁、家用电器和“查找我的”解决方案等应用至关重要。例如，信道探测可确保仅当授权设备在一定距离内时锁才会打开。

工作原理

蓝牙信道探测使用两种成熟的测距方法 - 基于相位的测距 (PBR) 和往返时间 (RTT) - 来提供蓝牙连接设备之间的真实距离感知。连接设备使用 PBR、RTT 或两者来协调 2.4 GHz 频谱内多 72 个信道之间的测距数据，并在两个连接设备之间使用一到四个天线路径。

PBR 利用发射信号和接收信号的相位差来计算发射装置和反射装置之间的距离。它比较这些装置之间的相位差，以准确测量它们之间的距离。发射装置向反射装置发送信号，反射装置返回信号，这个过程在多个频率上重复。

图 2 PRB 使用信号从发射器传输到接收器所需的波周期数来提供两个蓝牙设备之间的距离测量。来源：蓝牙 SIG

在 RTT（第二种测距方法）中，发起设备将加密的数据包发送到反射设备，反射设备返回数据包。接下来，根据数据包往返的时间来计算设备之间的距离。

图 3 RTT 使用飞行时间 (ToF) 来估计发起者和反射器之间的距离并交叉检查 PBR 测量。来源：蓝牙 SIG

RTT 可用于验证和交叉检查 PBR 测量值。此交叉验证过程有助于检测异常并确保应用程序安全。例如，它可以作为对抗复杂中间人攻击的对策。