介绍
我们生活在一个无线化程度越来越高的世界. 每年, 超过 5 全球生产和销售了 10 亿台蓝牙设备. 作为无线通信领域的领先技术, 蓝牙的创新和不断更新的规范对于所有行业都至关重要. 9月3日, 蓝牙技术联盟 (特别兴趣小组) 发布最新版本蓝牙规范 – 蓝牙 6.0. 最重要的更新是蓝牙通道探测技术, 实现蓝牙设备之间的精确距离感知. 更多更新包括基于决策的广告过滤, 广告商监控, 等时适配层的增强 (ISOAL), LL 扩展功能集, 和框架空间更新. 在这个博客中, 我们将深入研究这些新技术及其未来的应用.
蓝牙更新 6.0
蓝牙核心规范版本 6.0 引入了一些新功能和增强功能, 包括蓝牙通道探测, 基于决策的广告过滤, 监控广告商, 对同步适配层的改进 (ISOAL), LL 扩展功能集, 和框架空间更新. 让我们详细研究一下这些新功能和增强功能.
蓝牙信道探测
蓝牙信道探测是蓝牙核心规范版本中添加的新功能 6.0, 以高安全性实现两个蓝牙设备之间的安全精细测距. 总之, 蓝牙信道探测为蓝牙定位提供了两个主要优势: 提高准确性并增强安全性.
回到 2019, 随着蓝牙的发布，蓝牙得到了重大升级 5.1 标准. 此更新引入了两种确定设备位置的新方法 - 迎角 (到达角)和 AOD (出发角) — 使蓝牙位置跟踪更加精确. 蓝牙 5.1 迎角室内定位 提供低至几英寸的精确度, 彻底改变资产跟踪等应用程序, 室内导航, 和智能家居系统. 更重要的是, 最新的蓝牙通道探测技术提供两种先进的距离测量方法: 策略性BR (基于相位的测距) 和RTT (往返时间). 这些方法允许设备以令人难以置信的精度确定彼此之间的距离, 即使他们相隔很远.
准确性: 蓝牙信道探测使用 PBR (基于相位的测距) 可以测量最远距离 150 遇到距离模糊之前的米. 通过结合RTT (往返时间) 与策略路由, 应用程序可以检测并解决这种歧义, 允许在更大范围内进行更准确的距离测量.
安全: 距离测量解决方案特有的安全问题通常涉及不可信设备欺骗可信设备的风险，使其相信另一个可信设备足够接近以允许采取或授权某些操作.
结合使用 PBR 和 RTT 是蓝牙信道探测应对这一威胁的策略之一. 由于这两种方法的工作原理完全不同, 两者同时受到攻击或操纵以产生误导性结果的可能性极低. PBR和RTT交叉校验的高安全性为开发者提供了更大的可能性.
应用领域: 蓝牙通道探测具有一系列优势, 但它如何改善我们的日常生活和业务运营?
对于蓝牙“查找我的”的最终用户’ 解决方案, 这是最普遍的低功耗无线技术, 找到丢失的物品会更容易、更快捷, 无论是方向还是距离. 在数字钥匙解决方案中, 蓝牙通道探测可确保仅当授权设备位于一定距离内时才打开锁，从而增强安全性和用户体验.
蓝牙通道探测在安全性方面提供了卓越的技术灵活性, 准确性, 和延迟. 这为开发人员提供了最大的创新自由, 能够在蓝牙设备之间创造无限的可能性，并为更具创新性铺平道路, 无线世界.
基于决策的广告过滤
蓝牙定义了两种传输类型: 数据和广告传输. 在BLE中(蓝牙低功耗), 总共有 40 物理通道, 其中 3 专门致力于广告. BLE 支持在主要和次要无线电信道上传输相关数据包. 基于决策的广告过滤优化设备处理传入广告数据的方式. 此功能允许扫描设备在从辅助通道接收详细数据之前评估在主通道上传输的数据包的相关性. 通过这样做, 设备可以决定是否从辅助通道接收数据, 减少不相关数据的处理. 显着提高数据处理效率，有效降低设备功耗.
监控广告商
广告商是使用广告数据包向附近设备广播信息的设备. 观察者设备的主机组件可以指示蓝牙 LE 控制器过滤重复的广告数据包, 这意味着主机只会收到来自每个唯一广告商的单个数据包. 这减少了主机设备上的处理负载, 使其更有效率. 然而, 这也意味着主机不会知道设备是否已移出范围，除非观察者设备尝试连接. 这可能会导致观察者设备在应该与设备连接时继续不必要的扫描, 导致能源浪费. 监控广告商功能通过在设备移入和移出范围时通知主机来帮助防止这种能源浪费.
ISOAL 增强
ISOAL (同步适配层) 通过弥合上层之间的差距，促进音频等实时数据的传输 (例如音频配置文件) 和下层 (比如链路层) 蓝牙堆栈的. ISOAL 接收 SDU (服务数据单元) 来自上层并将其转换为 PDU (协议数据单元) 通过蓝牙链接发送到接收设备. PDU 有两种类型: 成帧 PDU 和非成帧 PDU.
成帧的 PDU 封装在帧内, 这是通过蓝牙链路传输的物理单位. 这些帧包含报头信息，例如数据包类型, 序列号, 错误检测代码, 和更多. 框架 PDU 可保证数据完整性和排序, 每个数据片段的标头信息可能会导致延迟. 在蓝牙中 6.0, ISOAL 引入了一种新的帧模式，可在保持数据完整性的同时减少延迟. 此改进提高了音频和视频传输的质量和流畅度.
LL 扩展功能集
LL 扩展功能集引入了一种机制，允许蓝牙设备支持早期蓝牙标准中指定的更广泛的功能. 通过提供 1984 支持指示位以供将来使用, 此扩展确保蓝牙技术能够适应新出现的应用和要求.
帧空间更新
帧间隔是指蓝牙中链路层发送两个连续数据包的时间间隔. 在蓝牙中 5.0 以及更高版本, 帧空间使用符号标识符 T_IFS 来引用, 固定值为 150 微秒. 这种固定的间隔有助于防止数据冲突，保证数据传输的顺利进行. 然而, 蓝牙 6.0 提供更大的灵活性, 允许调整框架空间更短或更长.
较长的帧空间值可能有利于处理能力相对较低的控制器, 给他们更多的时间来处理更长的数据包. 较短的帧空间值可以提高整体数据吞吐量, 这可能有利于诸如:
- 将健身追踪器的大量数据一次性发送到智能手机或笔记本电脑等连接设备
- 固件更新
- 更快地发送 BLE 音频数据包，以减少与其他设备发生冲突的可能性
帧空间更新增强了蓝牙设备之间数据传输的灵活性, 让他们在复杂的环境中表现得更好.
结论
蓝牙技术不断发展, 越来越融入我们的日常生活和工业应用. 蓝牙通道探测为设备带来真正的距离感知, 为无数新应用开辟了可能性. 基于决策的广告过滤将提高 BLE 设备的数据处理效率并降低功耗. 监控广告商可以让设备之间的连接切换更加快捷方便, 改善用户的整体体验. 音频设备从 ISOAL 的进步中受益匪浅, LL 扩展功能集为蓝牙设备提供了更广泛的功能和更新. 帧空间更新进一步增强了个人和 BLE 设备的用户体验. 无线蓝牙世界变得更加精准, 安全的, 各种各样的, 和用户友好的.
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