Bluetooth 6.0 Kanalklang: Wahre Entfernungserkennung zwischen Geräten

Minen Sept. 18. 2024
Inhaltsverzeichnis

    Bluetooth 6.0

    Einführung

    Wir leben in einer zunehmend drahtlosen Welt. Jedes Jahr, über 5 Milliarden Bluetooth-fähige Geräte werden weltweit produziert und versendet. Als führende Technologie in der drahtlosen Kommunikation, Die Innovationen und ständig aktualisierten Spezifikationen von Bluetooth sind in allen Branchen von entscheidender Bedeutung. Am 3. September, die Bluetooth SIG (Spezielle Interessengruppe) hat die neueste Version der Bluetooth-Spezifikation veröffentlicht – Bluetooth 6.0. Das bedeutendste Update ist die Bluetooth Channel Sounding-Technologie, Dies ermöglicht eine präzise Entfernungserkennung zwischen Bluetooth-Geräten. Zu den weiteren Updates gehört die entscheidungsbasierte Werbefilterung, Überwachung von Werbetreibenden, Verbesserungen der Isochronous Adaptation Layer (ISOL), der erweiterte Funktionsumfang von LL, und ein Framespace-Update. In diesem Blog, Wir werden uns mit diesen neuen Technologien und ihren zukünftigen Anwendungen befassen.

    Total Annual Bluetooth Device Shipments

    Updates in Bluetooth 6.0

    Version der Bluetooth-Kernspezifikation 6.0 führt mehrere neue Funktionen und Verbesserungen ein, einschließlich Bluetooth-Kanalsound, Entscheidungsbasierte Werbefilterung, Überwachung von Werbetreibenden, Verbesserungen an der Isochronous Adaptation Layer (ISOL), der erweiterte Funktionsumfang von LL, und ein Framespace-Update. Schauen wir uns die einzelnen neuen Funktionen und Verbesserungen im Detail an.

    Bluetooth-Kanalklang

    Bluetooth Channel Sounding ist eine neue Funktion, die in der Bluetooth Core Specification-Version hinzugefügt wurde 6.0, Ermöglicht eine sichere Feinabstimmung zwischen zwei Bluetooth-Geräten mit hoher Sicherheit. In einem Wort, Bluetooth Channel Sounding bietet zwei wesentliche Vorteile für die Bluetooth-Ortung: verbesserte Genauigkeit und erhöhte Sicherheit.

    Wieder rein 2019, Bluetooth erhielt mit der Veröffentlichung des ein großes Upgrade 5.1 Standard. Mit diesem Update wurden zwei neue Möglichkeiten eingeführt, den Standort eines Geräts zu bestimmen: AoA (Ankunftswinkel)und AoD (Abflugwinkel) – Dadurch wird die Bluetooth-Standortverfolgung wesentlich präziser. Bluetooth 5.1 AoA-Indoor-Positionierung bietet eine punktgenaue Genauigkeit von bis zu wenigen Zentimetern, revolutioniert Anwendungen wie die Vermögensverfolgung, Indoor-Navigation, und Smart-Home-Systeme. Was ist mehr, Die neueste Bluetooth Channel Sounding-Technologie bietet zwei fortschrittliche Methoden zur Entfernungsmessung: PBR (Phasenbasierte Entfernungsmessung) und RTT (Round-Trip-Timing). Mit diesen Methoden können Geräte ihren Abstand zueinander mit unglaublicher Genauigkeit bestimmen, auch wenn sie weit voneinander entfernt sind.

    Genauigkeit: Bluetooth Channel Sounding verwendet PBR (Phasenbasierte Entfernungsmessung) das kann Entfernungen bis zu ca. messen 150 Meter, bevor eine Entfernungsunklarheit auftritt. Durch die Kombination von RTT (Round-Trip-Timing) mit PBR, Anwendungen können diese Mehrdeutigkeit erkennen und auflösen, Dies ermöglicht genauere Entfernungsmessungen über größere Entfernungen.

    Sicherheit: Spezifische Sicherheitsbedenken bei Lösungen zur Entfernungsmessung beinhalten typischerweise das Risiko, dass ein nicht vertrauenswürdiges Gerät ein vertrauenswürdiges Gerät täuscht und glauben lässt, dass ein anderes vertrauenswürdiges Gerät nahe genug ist, um bestimmte Aktionen durchzuführen oder zu autorisieren.

    Der kombinierte Einsatz von PBR und RTT ist eine der Strategien von Bluetooth Channel Sounding, dieser Bedrohung entgegenzuwirken. Da diese beiden Methoden völlig unterschiedlich funktionieren, Die Wahrscheinlichkeit, dass beide gleichzeitig angegriffen oder manipuliert werden, um irreführende Ergebnisse zu erzielen, ist äußerst gering. Die hohe Sicherheit durch die Gegenprüfung von PBR und RTT bietet Entwicklern größere Möglichkeiten.

    Anwendungen: Bluetooth Channel Sounding bietet eine Reihe von Vorteilen, Aber wie verbessert es unser tägliches Leben und unsere Geschäftsabläufe??

    Für den Endbenutzer von Bluetooth „Find My.“’ Lösungen, Dabei handelt es sich um die am weitesten verbreitete drahtlose Technologie mit geringem Stromverbrauch, Es wäre einfacher und schneller, verlorene Gegenstände zu finden, ob in Richtung oder Entfernung. In digitalen Schlüssellösungen, Bluetooth Channel Sounding kann die Sicherheit und das Benutzererlebnis verbessern, indem sichergestellt wird, dass sich ein Schloss nur öffnet, wenn sich das autorisierte Gerät innerhalb einer bestimmten Entfernung befindet.

    Bluetooth Channel Sounding bietet außergewöhnliche technische Flexibilität im Hinblick auf die Sicherheit, Genauigkeit, und Latenz. Dies gibt Entwicklern maximale Freiheit für Innovationen, Dies ermöglicht die Schaffung endloser Möglichkeiten zwischen Bluetooth-Geräten und ebnet den Weg für mehr Innovation, drahtlose Welt.

    Bluetooth Channel Sounding

    Entscheidungsbasierte Werbefilterung

    Bluetooth definiert zwei Übertragungsarten: Daten- und Werbeübertragungen. Im BLE(Bluetooth Low Energy), es gibt insgesamt 40 physische Kanäle, davon 3 sind speziell der Werbung gewidmet. BLE unterstützt die Übertragung verwandter Datenpakete sowohl auf primären als auch auf sekundären Funkkanälen. Entscheidungsbasierte Werbefilterung optimiert die Art und Weise, wie Geräte eingehende Werbedaten verarbeiten. Mit dieser Funktion kann ein Scangerät die Relevanz der auf dem Primärkanal übertragenen Datenpakete bewerten, bevor detaillierte Daten vom Sekundärkanal empfangen werden. Dadurch, Das Gerät kann entscheiden, ob es Daten vom Sekundärkanal empfängt oder nicht, Reduzierung der Verarbeitung irrelevanter Daten. Dadurch wird die Effizienz der Datenverarbeitung erheblich verbessert und der Stromverbrauch des Geräts effektiv gesenkt.

    Überwachung von Werbetreibenden

    Ein Werbetreibender ist ein Gerät, das mithilfe von Werbepaketen Informationen an Geräte in der Nähe sendet. Die Host-Komponente eines Observer-Geräts kann den Bluetooth LE-Controller anweisen, doppelte Werbepakete zu filtern, Das bedeutet, dass der Host nur ein einziges Paket von jedem einzelnen Werbetreibenden erhält. Dadurch wird die Verarbeitungslast auf dem Hostgerät reduziert, wodurch es effizienter wird. Jedoch, Dies bedeutet auch, dass der Host nicht weiß, ob sich ein Gerät außerhalb der Reichweite bewegt hat, es sei denn, das Beobachtergerät versucht, eine Verbindung herzustellen. Dies kann dazu führen, dass das Beobachtungsgerät unnötig weiter scannt, wenn es eine Verbindung zu einem Gerät herstellen soll, was zu Energieverschwendung führt. Die Werbetreibendenüberwachungsfunktion trägt dazu bei, diese Energieverschwendung zu verhindern, indem sie den Host informiert, wenn sich ein Gerät in Reichweite oder außerhalb der Reichweite bewegt.

    ISOAL-Verbesserung

    ISOL (Isochrone Anpassungsschicht) erleichtert die Übertragung von Echtzeitdaten wie Audio, indem es die Lücke zwischen den oberen Schichten schließt (wie zum Beispiel das Audioprofil) und die unteren Schichten (wie der Link Layer) des Bluetooth-Stacks. ISOAL empfängt SDUs (Servicedateneinheiten) aus den oberen Schichten und wandelt sie in PDUs um (Protokolldateneinheiten) über die Bluetooth-Verbindung an das Empfangsgerät gesendet werden. Es gibt zwei Arten von PDUs: gerahmte PDUs und ungerahmte PDUs.

    Die gerahmten PDUs sind in Rahmen gekapselt, Dabei handelt es sich um die physikalischen Einheiten, die über die Bluetooth-Verbindung übertragen werden. Diese Frames enthalten Header-Informationen wie den Pakettyp, Sequenznummer, Fehlererkennungscode, und mehr. Während gerahmte PDUs Datenintegrität und -sequenzierung garantieren, Die Header-Informationen für jedes Datenfragment können zu Latenz führen. Im Bluetooth 6.0, ISOAL führt einen neuen Frame-Modus ein, der die Latenz reduziert und gleichzeitig die Datenintegrität aufrechterhält. Diese Verbesserung verbessert die Qualität und den reibungslosen Ablauf von Audio- und Videoübertragungen.

    Erweiterter LL-Funktionsumfang

    Mit dem LL Extended Feature Set wird ein Mechanismus eingeführt, der es Bluetooth-Geräten ermöglicht, eine breitere Palette von Funktionen zu unterstützen, die über die in früheren Bluetooth-Standards spezifizierten Funktionen hinausgehen. Durch Anbieten 1984 unterstützen Anzeigebits für die zukünftige Verwendung, Diese Erweiterung stellt sicher, dass sich die Bluetooth-Technologie jederzeit an neue Anwendungen und Anforderungen anpassen kann.

    Aktualisierung des Rahmenraums

    Unter Frame Space versteht man das Zeitintervall zwischen dem Senden zweier aufeinanderfolgender Datenpakete auf der Verbindungsschicht in Bluetooth. Im Bluetooth 5.0 und spätere Versionen, Auf den Frame-Raum wird mit der symbolischen Kennung T_IFS verwiesen, mit einem festen Wert von 150 µs. Dieses feste Intervall hilft, Datenkollisionen zu vermeiden und sorgt für eine reibungslose Datenübertragung. Jedoch, Bluetooth 6.0 bietet mehr Flexibilität, Dadurch kann der Rahmenabstand entweder kürzer oder länger angepasst werden.

    Ein längerer Framespace-Wert kann Controllern mit relativ geringer Verarbeitungsleistung zugute kommen, Dadurch haben sie mehr Zeit, längere Datenpakete zu verarbeiten. Ein kürzerer Framespace-Wert kann den gesamten Datendurchsatz verbessern, was für Anwendungen wie z.B. von Vorteil sein kann:

    • Senden Sie die Massendaten von einem Fitness-Tracker auf einmal an ein verbundenes Gerät wie ein Smartphone oder einen Laptop
    • Firmware-Updates
    • Schnelleres Senden von BLE-Audiodatenpaketen, um die Wahrscheinlichkeit von Kollisionen mit anderen Geräten zu verringern

    Framespace-Updates erhöhen die Flexibilität der Datenübertragung zwischen Bluetooth-Geräten, Dadurch können sie in komplexen Umgebungen eine bessere Leistung erbringen.

    Bluetooth devices

    Abschluss

    Die Bluetooth-Technologie entwickelt sich ständig weiter, zunehmend in unser tägliches Leben und industrielle Anwendungen integriert. Bluetooth Channel Sounding sorgt für echte Distanzwahrnehmung auf Geräten, eröffnet Möglichkeiten für unzählige neue Anwendungen. Entscheidungsbasierte Werbefilterung wird die Effizienz der Datenverarbeitung verbessern und den Stromverbrauch in BLE-Geräten senken. Durch die Überwachung von Werbetreibenden kann der Verbindungswechsel zwischen Geräten schneller und bequemer gestaltet werden, Verbesserung des Gesamterlebnisses des Benutzers. Audiogeräte profitieren erheblich von den Fortschritten in ISOAL, während der erweiterte Funktionsumfang von LL Bluetooth-Geräten eine breitere Palette an Funktionen und Updates bietet. Frame-Space-Updates verbessern das Benutzererlebnis sowohl für persönliche als auch für BLE-Geräte weiter. Die drahtlose Bluetooth-Welt wird immer präziser, sicher, vielfältig, und benutzerfreundlich.

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