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藍芽LE 5.1終端普及將至,手機廠商生態圈會是“尋向”破局關鍵?

由 華強微電子 發表于 攝影2021-07-16
簡介藍芽技術聯盟亞太區開發者關係經理任凱與傳統藍芽相比,藍芽LE與可穿戴裝置更為適配

長城風韻5怎麼連結手機藍芽

低功耗藍芽作為一個控制器(controller)在藍芽核心規範4。0釋出之時首次加入到核心規範版本當中,距今已經有將近十年之久。藍芽技術聯盟(Bluetooth Special Interest Group, 簡稱SIG)在2019年1月29日釋出了最新的藍芽核心規範5。1,其中最為重要的更新就是宣佈推出全新“尋向功能” (direction finding),該功能能夠為基於位置服務的藍芽解決方案帶來顯著的效能提升。

藍芽LE 5.1終端普及將至,手機廠商生態圈會是“尋向”破局關鍵?

藍芽技術聯盟亞太區開發者關係經理任凱

與傳統藍芽相比,藍芽LE與可穿戴裝置更為適配。藍芽技術聯盟亞太區開發者關係經理任凱在接受華強電子網採訪時表示:“在可穿戴裝置領域,低功耗藍芽佔有非常大的比重。可穿戴裝置作為需要日常使用的裝置,無論是重量還是外形尺寸,都需要小巧且便於攜帶。要保持產品的小型化、輕量化,且功耗低的特性為可穿戴裝置的設計帶來了切實的改變。採用了低功耗藍芽的可穿戴裝置,通常只需要使用非常小型化的電池就可以使產品工作數月之久。此外,低功耗藍芽在智慧手機和平板電腦的高普及率,也使得可穿戴裝置能夠藉助低功耗藍芽的連線與智慧手機和平板電腦進行資料互動。”

具體而言,藍芽LE相比傳統藍芽主要有以下特點:

1、藍芽LE的傳送以及接收任務並不是持續保持連線,在傳送完成後,Bluetooth LE會暫定發射訊號,但仍保持接收,以等待下一次啟用訊號再次連線;

2、藍芽LE的廣播通道(為保證裝置間網路不互相干擾而設定)只有3個,但使用了廣播通道分散以及自適應跳頻等技術,避免連線不穩定的情況;

3、藍芽LE單次接週期短,完成掃描、建立鏈路、傳送資料、認證和結束這個過程只需3ms;

4、藍芽LE使用的資料包長度短,可應用於實時性要求較高,但對傳輸速率需求不高、資料量小的產品。比如無線鍵盤、智慧手環等。

5、藍芽LE無功率級別,一般的傳送功率在+4dBm,空曠場所可達70m的傳輸距離;傳統藍芽有3個功率級別:Class1-3,分別支援100m、10m、1m的傳輸距離。

藍芽LE 5.1終端普及將至,手機廠商生態圈會是“尋向”破局關鍵?

而另一方面,在藍芽5。1規範中,為藍芽LE新加入了“尋向功能”。作為藍芽5。1規範最重要的更新,任凱表示:“藍芽位置服務的日益普及創造了新市場需求。尋向功能不但能夠滿足這一需求,而且還能為藍芽定位系統帶來新的可能性。”而定位功能與可穿戴裝置也同樣十分匹配,無論是尋找丟失的TWS耳機、還是用智慧手錶獲知自己所處室內方位,都能夠起到革命性的體驗提升。

事實上,在藍芽5。1以前,藍芽也有定位的應用。其採用的方法是根據藍芽接收訊號強度RSSI來判斷裝置的遠近,需要至少三個裝置一同參與。透過這種技術,定位系統在確定特定裝置的位置時,其精度能夠到達米級。這對於平面內,對精度不是很敏感的應用是足夠的。但是對於有精確定位需求的場景,藍芽就顯得力不從心了。

因此,在藍芽5。1當中,採用了兩種不同的定位技術。一種是利用到達角(Angle-of-Arrival:AOA)測量技術,是透過測試發射器和接收器直接的到達方向然後透過三角定位獲得發射器和目的物的方位與距離的技術,主要針對RTLS(實時定位系統)、物品追蹤和地標資訊。

另一種是是利用出發角(Angle of Departure:AOD)測量,也是利用訊號相位差技術,主要是針對室內定位系統(IPS),它的工作原理是發射器在以陣列排布的有源天線之間切換時,傳送特殊的資料封包,而接收器透過單一天線接收訊號,然後從接收到的訊號中獲取IQ樣本,在瞭解發射器內的天線排布後,透過資料計算得出訊號的相對方向和距離,這個測向技術適合完成室內物品管理,物流、倉儲等。

藍芽LE 5.1終端普及將至,手機廠商生態圈會是“尋向”破局關鍵?

儘管近期新發布的藍芽5。2 LE Audio的特性引起了不小關注,不過從目前來看,藍芽5。1在智慧手機以及可穿戴裝置上的應用才剛剛起步。2019年9月26日,華為釋出了全球首款藍芽/藍芽LE 雙模5。1可穿戴晶片麒麟A1,同期釋出的Mate 30系列手機也支援藍芽5。1規範,正式拉開了藍芽5。1普及的序幕。

今年開始,手機廠商推出的新品開始廣泛搭載藍芽5。1,但尋向功能實際上還沒有明顯的應用。同時,蘋果去年9月釋出的iPhone11系列搭載了另一種室內定位技術——UWB。雖然與藍芽5。1的尋向功能一樣,暫時還沒有明顯的應用,但也這反映出終端廠商都在紛紛佈局尋向定位的功能,為即將到來的需求爆發作準備。

據瞭解,目前UWB主要在B端應用較多,但隨著三星、索尼、蘋果等消費終端裝置廠家的入局,有可能能快速建立完整的生態系統。UWB技術雖然具備較多優勢,但是該項技術2016年才興起,仍處於匯入期。因此產業鏈仍不成熟,整體部署費用高,特別是基礎架構,且技術標準尚未統一,生態系統不夠完善。

而藍芽LE作為一項普及性技術,其開放性、裝置體量、成本都具有明顯優勢。同時,藉助手機廠商建立的生態圈,能夠在短時間內佔領相當的定位市場。並且依靠可穿戴裝置,與智慧手機、智慧樓宇、車輛等多種智慧場景有機融合,藍芽LE 5。1的特性將會激發出更多創新。