Part 1：前言
2024 年9 月，藍牙技術聯盟正式發布了 BLE6.0 核心規範，其中信道探測（Channel Sounding）技術成為一大亮點。Channel Sounding 通過結合相位測距（PBR）和往返時間（RTT）兩種技術，能夠在兩個 BLE 設備之間實現高精度雙向測距，在理想狀態下，定位精度可達到 20-30cm；除此之外，Channel Sounding 也引入了帶時間戳的數據包，在一定程度能防中繼攻擊。無疑，Channel Sounding 的出現革新了當前已有的定位技術。本文就詳細聊聊 Channel Sounding。
Part 2：Channel Sounding 革新了哪些技術？
1、傳統的藍牙定位技術主要包括基於信號強度的 RSSI 技術和基於角度測算的 AOA/AOD 技術。但這兩種技術都各有缺點：
- RSSI 技術對於藍牙設備的部署簡單，不需要複雜的硬體配置和校準過程，實現方案成本比較低；RSSI定位的精度通常在1到3米之間，受到信號強度非線性關係和多種干擾因素的影響，如遮擋、信號反射等，容易產生誤差。此外，在複雜環境中，如多路徑干擾嚴重的場景，RSSI定位的精度會顯著下降
- AOA/AOD 技術，需要使用天線陣列和複雜的硬體設備，部署、開發和維護成本較高。目前定位定度可以達到亞米級（1米以內）
無線定位市場非常卷，終端客戶對應定位精度要求越來越嚴苛，被炒熱的 UWB 技術已經達到厘米級的誤差精度。為迎接挑戰，藍牙急需一個新的技術來滿足市場需求，由此 Channel Sounding 誕生。
2、Channel Sounding 的測距原理主要基於藍牙技術，包含相位差（Phased-Based Ranging，PBR）和往返時間（Round-Trip Time, RTT）兩種測量距離的方法
基於相位測距的高精度距離測量（PBR）
在PBR中，啟動設備向反射設備發送信號，反射設備返回該信號。這個過程在多個頻率上重複。設備之間的距離是根據在這些頻率上發射和接收信號之間的相位差計算的。啟動器可以使用頻率差（f1-f2）、相位差（Pf1-Pf2）和光速公式計算兩個設備之間的距離
圖片來源：https://www.bluetooth.com （侵權刪）
基於往返時間的距離測量（RTT）
作為防止中繼攻擊的對策。在 RTT 中，啟動設備向反射器設備發送加密加密的數據包，反射器設備返回數據包。然後，根據數據包來回傳輸所需的時間來計算設備之間的距離。
圖片來源：https://www.bluetooth.com （侵權刪）
Part3：Channel Sounding 相較於傳統藍牙定位技術，有如下突出優點：
定位精度提高：通過測量信號的相位差來估算距離，相較於傳統基於信號強度或時延測量的技術，測量誤差提高。CS 理想的環境下甚至可以做到 20-30cm 的誤差
抗干擾能力增強：由於 PBR 關注的是信號的相位信息，它比傳統的 RSSI（接收信號強度指示）方法更不容易受到多徑效應的干擾，可以在複雜環境中提供更穩定的測量結果。
防中繼：傳統藍牙廣播信號容易受到中繼攻擊，而引入RTT模式後，所有信號都會附帶時間戳，從而有效地防止了中繼攻擊。
Part4：結語
當然，儘管 Channel Sounding 技術在信道估計、定位精度和抗干擾能力方面有著顯著的優勢，但其硬體複雜度高、功耗較大、環境依賴性強、測量延時較長等缺點仍需考慮。在設計和實施 Channel Sounding 應用時，必須綜合評估這些因素，以確保其在特定場景中的可行性和性能。CS 作為一門新技術，小編也在跟著市場同步學習，歡迎大家一起交流 CS 新動態！
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