BG24系列蓝牙信道探测热门示例－汽车PEPS和仓储管理

随着物联网、汽车和物流应用对接近侦测（Proximity Detection）的需求不断增长，现有解决方案仍受制于安全性不足和精度不高。蓝牙信道探测（Bluetooth Channel Sounding）代表了下一次飞跃，提供更高精度、更强安全性以及可扩展的部署能力。本文深入探讨其底层信号处理技术，重点介绍关键实现要点，并评估在安全距离测量和室内定位等应用场景中的性能优势。同时，文章还附有分步设计示例，指导开发者将信道探测集成到支持蓝牙的设备中。

蓝牙信道探测为接近类应用提供了一种高安全性的测距解决方案。其可靠的距离估算能力和防欺骗特性，使其非常适用于传统信号强度方法无法满足的场景。这些应用皆可采用如Silicon Labs（芯科科技）的BG24或 BG24L片上系统（SoC），来开发信道探测的发起端和反射端设备，并可使用配备双天线信道探测模块的开发套件提升测距精度和进行评估。以下是两个热门应用示例：

安全车门进入

在传统的中继攻击中，一名攻击者会靠近车主，拦截车主智能手机或钥匙扣发出的认证信号。另一名同伙则通过独立通信通道将这些信号转发给车辆，从而在无需原始设备的情况下实现未经授权的访问。

信道探测为这一威胁提供了强有力的防御－通过结合相位测距（PBR）和往返时间（RTT）测量方法的高级信号验证，并引入了极难同时被攻破的安全防护。这种分层验证确保未经授权的解锁尝试无法成功，从而实现安全的汽车被动进入与启动（PEPS）来保障车辆访问系统的安全性和可靠性。

仓储应用：精准室内定位

在仓库、医院等场所，准确跟踪工具和设备的位置对于保持运营效率至关重要。蓝牙信道探测可实现精准的室内定位，大幅减少人工搜索的时间并优化工作流程。在关键场景中，如地震或重大交通事故，医院急诊室常常人满为患，救命设备可能被调往不同科室。在这种情况下，快速获知关键设备的准确位置至关重要，有助于加快响应并提高救治效率。

技术优势

蓝牙信道探测的核心技术是通过两种测距方式来实现的－PBR + RTT，其理论上的最高测距距离达到约150米，精度可达±20公分。这为资产跟踪和位置服务等应用带来了极大的优势：

• 厘米级精度：远超传统 RSSI（误差 3–5 m）和角度测量技术

• 更强保密性：支持防篡改/中间人攻击的安全性设计

• 成本可控：仅需标准低功耗蓝牙天线，无需额外硬件

应用前景

信道探测支持多种应用，包括被动进入与启动（PEPS）、自动映射以及室内测距。”芯科科技产品营销经理Aashish Chaddha表示，“例如，在多接入点（AP）网络中，发射功率必须根据每个AP 与其邻近设备的距离进行调整。信道探测通过让中央协调器指定一个AP作为发起者，与其他AP进行测距，从而使AP能够确定它们的相对位置。对所有AP重复这一过程，就能创建其布局的几何地图，优化功率控制和空间感知。信道探测的目标应用如下：

• 安防（如智能门锁、无钥匙进入）

• 室内定位（资产跟踪、仓储导航）

• 物流管理（精准定位…）

设计示例

在大型商业或工业建筑中，设备通常需要多个AP来保持稳定的互联网连接。搭建这样的系统可能耗时较长，因为涉及多个关键步骤：进行现场勘测以生成信号强度热图、优化AP 的位置和配置，并持续微调性能以减轻信号衰减和干扰。这种性能并非静态，可能因环境变化（如家具重新摆放）或新增干扰源（如新安装的微波设备）而受到影响。

以下是一个利用信道探测室内测距功能持续优化性能的四个AP设置示例。如下图所示，四个AP被部署在一家医疗机构：AP0位于行政办公室，AP1供员工使用，AP2在医生办公室，AP3连接 MRI 设备。

管理AP的一个关键因素是它们之间的距离以及通信所需的功率。如果AP之间距离较近，降低发射功率有助于减少干扰并提高网络稳定性。信道探测能够准确确定设备之间的距离，从而实现智能系统优化。通过评估设备间距和部署密度，可以动态调整发射功率。

在此示例中，每个AP都集成了信道探测SoC，如芯科科技的BG24或 BG24L，可作为发起端或反射端设备。在初始设计阶段，建议使用配备双天线信道探测模块的开发套件（如下图）进行评估。这些预验证的开发套件有助于消除开发过程中常见的反复试错步骤。设计完成后，SoC可嵌入更紧凑的形态，适用于AP硬件。为进一步简化开发并加快部署，芯科科技还为开发套件提供软件支持。

芯科科技蓝牙产品经理Gansu Natarajan表示：开发者在使用信道探测技术构建应用时有不同需求：有些应用需要更多计算和内存来执行复杂的测距计算，而另一些只需简单、响应迅速的节点参与过程，而无需承担大量计算。BG24和BG24L的针脚兼容性为开发者提供了灵活性。BG24非常适合用于信道探测的发起端设备，支持高达256KB SRAM 和1,536KB闪存，适用于内存密集型算法。而BG24L则非常适合反射器角色，如资产标签或基于接近的访问设备，这类节点只需可靠高效地响应，而无需自行运行测距计算。

总结闪光点

蓝牙信道探测催生的精准测距应用不仅在精度、安全和功耗方面实现重大飞跃，也为物联网中精细化定位和接近交互注入强劲动力，是智能设备开发者不容错过的“蓝牙核心利器。许多应用如安全追踪、仓库内精准定位、智能门锁和地理围栏，通过在RSSI和 AoA/AoD基础上增加信道探测，将能实现更高的精度和安全性。未来几年，全球蓝牙生态系统将进一步扩展，并整合信道探测技术。

根据ABI Research数据，蓝牙设备出货量预计将从2025年的53亿台增长到2029年的77亿台，年复合增长率达9%。其中，支持蓝牙信道探测技术的新设备将在整体市场增长中发挥重要作用。”