Недавно Bluetooth Technology Alliance (SIG) выпустил новую версию базовой спецификации Bluetooth — Bluetooth версии 6.0. Хотя Bluetooth Technology Alliance обновит Bluetooth 5.4 в 2023 году, это крупнейшее обновление за восемь лет с момента появления стандарта Bluetooth 5. запущен в 2016 году. Продлить. Bluetooth 6.0 в основном ориентирован на повышение эффективности и надежности, позволяя большему количеству устройств IoT использовать его для связи, а также обеспечивает обнаружение каналов Bluetooth, фильтрацию рекламы на основе решений, мониторинг рекламодателей и улучшения уровня адаптации синхронизации (ISOAL), расширенный набор функций LL, кадрирование космические обновления и многие другие новые функции.

1. Обнаружение канала Bluetooth

Обнаружение каналов Bluetooth — наиболее заметная новая функция Bluetooth 6.0. Эта технология дает устройствам Bluetooth два преимущества: повышенную безопасность и большую точность поиска местоположения. Обнаружение каналов Bluetooth повышает безопасность, позволяя устройствам взаимодействовать по беспроводной сети, чтобы точно определить местонахождение друг друга, что затрудняет подделку сигналов Bluetooth и манипулирование их силой.

Эта инновация обеспечивает по-настоящему высокоточное дистанционное зондирование, обеспечивая революционные преимущества для различных приложений. Пользовательский интерфейс решения Find может быть значительно улучшен, что позволит упростить и ускорить поиск потерянных предметов.

Понятно, что, поскольку Bluetooth LE был впервые указан в базовой спецификации Bluetooth, основные функции, такие как определение угла прихода (AoA) и угла отклонения (AoD), а также многие связанные профили (например, профиль Find Me) установили Bluetooth LE в качестве популярной технологии служб определения местоположения.

Но до тех пор, пока не будет выпущена версия Bluetooth 6.0, этого можно будет достичь только с помощью метода, называемого расчетом потерь на пути передачи данных. Этот метод требует, чтобы приемное устройство измерило уровень принимаемого сигнала (так называемый RSSI) и определило уровень сигнала, передаваемого удаленным устройством на некотором эталонном расстоянии от передатчика (например, 1 метр). Более того, соответствующая физика утверждает, что мощность сигнала приемника обратно пропорциональна квадрату его расстояния от передатчика. Зная мощность опорного сигнала передатчика, RSSI и эту простую математическую зависимость, можно рассчитать значение расстояния.

Расчет потерь на трассе уместен, когда требования к точности расчета расстояний высоки, а последовательность и надежность таких расчетов не особенно высоки. Поскольку уровень сигнала изначально быстро падает, когда расстояние между двумя устройствами относительно мало, расчет потерь на трассе может дать достаточно хорошие результаты. Но на больших расстояниях меньшие изменения мощности сигнала могут соответствовать большему диапазону возможных расстояний, что делает расчет очень чувствительным к небольшим ошибкам. Этот метод чувствителен к помехам и другим факторам окружающей среды. Кроме того, он небезопасен и подвергает приложения риску атак, таких как дистанционный спуфинг. В результате более старая технология измерения дальности Bluetooth, которая более сложна в таких приложениях, как отслеживание активов, системы бесключевого доступа и системы зажигания, требует более сложного, безопасного и стандартизированного подхода для получения более точных и надежных результатов.

Понятно, что Bluetooth 6.0 использует технологию фазового определения местоположения (PBR). Этот метод использует базовую характеристику радиосигналов, а именно фазу и ее взаимосвязь с частотой и длиной волны, для реализации высокоточного соединения Bluetooth между устройствами. обеспечивают точность на уровне сантиметра на значительном расстоянии, удовлетворяя потребности большинства приложений, а простые взаимосвязанные устройства также могут в полной мере использовать функцию истинного измерения расстояния. Хотя периодичность вращения фаз PBR может вызвать проблему «неоднозначности расстояния» (которая не возникает примерно до 150 метров, поскольку Bluetooth CS использует частотный интервал 1 МГц), этого можно достичь путем объединения PBR со вторым расстоянием. Методы измерения (время прохождения туда и обратно) используются вместе для решения проблемы.

В Bluetooth SIG заявляют, что это приведет к «точности на уровне сантиметра на значительных расстояниях». Технология Bluetooth уже используется в службах определения местоположения, таких как сеть Find My Device от Android и Find My от Apple. Однако последний по-прежнему использует сверхширокополосные (UWB) чипы для точной навигации.

Между тем, в решении с цифровым ключом обнаружение каналов Bluetooth добавит надежный уровень безопасности, гарантируя, что только авторизованные пользователи в пределах заданного диапазона смогут открывать двери или получать доступ к защищенным зонам.

Подводя итог, можно сказать, что с появлением функции обнаружения каналов Bluetooth устройства Bluetooth теперь могут сообщать свое точное местоположение авторизованным устройствам без необходимости использования чипа UWB. Поскольку устройства Bluetooth становятся все более распространенными, особенно в устройствах Интернета вещей, вскоре у нас появится более мощная сеть, которая поможет нам найти практически все и где угодно. Это может расширить сеть Find на iPhone, Android и других устройствах с помощью других операционных систем, таких как Windows и Linux.

2. Фильтрация рекламы на основе решений

Функция расширенного объявления Bluetooth Low Energy (LE) поддерживает серию связанных пакетов данных, передаваемых по первичному и вторичному радиоканалам. Фильтрация рекламы на основе принятия решений позволяет сканирующим устройствам использовать содержимое пакетов, полученных по первичному рекламному каналу, чтобы решить, следует ли сканировать соответствующие пакеты во вторичном канале, тем самым сокращая сканирование во вторичном канале, который может не содержать PDU, связанные с приложением. время, необходимое для сканирования пакета, тем самым повышая эффективность сканирования.

3. Мониторинг рекламодателей

Хост-компонент устройства-наблюдателя может дать указание контроллеру Bluetooth LE фильтровать повторяющиеся рекламные пакеты. Когда этот тип фильтрации активен, хост будет получать только один широковещательный пакет от каждого уникального устройства (как определено базовой спецификацией Bluetooth, которое в данном контексте представляет собой уникальное устройство). Это повышает эффективность хоста, но имеет тот недостаток, что хост не имеет возможности узнать, находится ли устройство все еще в зоне действия, когда ситуация требует, чтобы устройство-наблюдатель теперь попыталось подключиться к нему. Это может привести к тому, что наблюдатели будут тратить энергию на сканирование ранее обнаруженных устройств, которые больше не находятся в радиусе действия. Новая функция Monitor Advertiser использует события интерфейса хост-контроллера (HCI) для уведомления хоста, когда интересующее устройство входит в зону действия или выходит за ее пределы.

4. Улучшение ISOAL

Уровень адаптации синхронизации (ISOAL) позволяет передавать более крупные кадры данных в меньших пакетах канального уровня и гарантирует, что соответствующая информация о времени, необходимая получателю для правильной обработки данных, может быть восстановлена. ISOAL может создавать PDU с рамкой или без нее на основе определенных переменных. Если генерируются структурированные PDU, в результате задержка может увеличиться. В базовой спецификации Bluetooth версии 6.0 ISOAL был улучшен и теперь определяет новый режим кадрирования, который уменьшает задержку для случаев использования, которые особенно чувствительны к этой проблеме. Эта же функциональность также повышает надежность.

5. Расширенный набор функций LL.

Благодаря этому усовершенствованию устройства могут обмениваться информацией о функциях канального уровня, которые каждое из них поддерживает. Эта функция была улучшена для поддержки дополнительных функций, которые стали необходимы по мере роста сложности и универсальности Bluetooth LE.

6. Обновление пространства кадра

Более ранние версии базовой спецификации Bluetooth определяли значение постоянной времени, используемое для разделения соседних передач пакетов в событии соединения или подсобытии Connected Synchronous Stream (CIS). Это значение указано в спецификации как T_IFS и зафиксировано на уровне 150 мкс. В базовой спецификации Bluetooth версии 6.0 интервал кадров, используемый для соединения или подключенного изохронного потока, теперь является договорным и может быть короче или длиннее 150 мкс.

Редактор: Core Intelligence — Меч Руруни