Arrow Electronics: precyzja Bluetootha ma znaczenie większe niż kiedykolwiek

Chociaż sama koncepcja jest wciąż nowa, jej wpływ na technologię jest wyraźny, a Dariusz Jaworowski w bardzo praktyczny sposób wyjaśnił nam jej działanie.

Aby zilustrować zmiany w stosunku do wcześniejszych wersji Bluetooth, ekspert zaprezentował konfigurację wykorzystującą zestawy rozwojowe Silicon Labs. Jedna płytka pełniła rolę inicjatora, a druga – reflektora. Podczas działania systemu na ekranie wyświetlane były dwa pomiary na żywo: jeden oparty na RSSI, a drugi na pomiarze kanału. Różnica między nimi była natychmiast widoczna. Wartości RSSI ulegały ciągłym wahaniom, podczas gdy pomiary sondowania kanałów pozostawały stabilne.

Jak ujął to Jaworowski: „RSSI jest stosowane od lat, ale jest niezwykle wrażliwe na zakłócenia. Jego dokładność wynosi kilka metrów. Z kolei sondowanie kanałów wykorzystuje pomiar odległości oparty na fazie i pomiar czasu przelotu w obie strony. Daje nam to dokładność w zakresie od 30 do 50 centymetrów”.

Wyjaśnił, w jaki sposób te dwa elementy się uzupełniają. Pomiar odległości oparty na fazie określa odległość poprzez analizę różnic fazowych między wieloma częstotliwościami, natomiast czas przelotu w obie strony mierzy, ile czasu zajmuje sygnałowi przemieszczenie się między urządzeniami. Połączenie tych dwóch metod zmniejsza poziom szumów, poprawia niezawodność i, co ważne, zapewnia większą dokładność samego pomiaru.

Taki poziom precyzji umożliwia nowe zastosowania w wielu dziedzinach. Ekspert zapytany o to, które sektory mogą odnieść największe korzyści, Jaworowski nie wskazał jednej dominującej dziedziny. Zamiast tego zauważył, że poprawa dokładności i bezpieczeństwa sprawia, że ta technologia ma szerokie zastosowanie. „W przemyśle można zastosować to do lepszego śledzenia zasobów. Jeśli masz fabrykę i potrzebujesz znaleźć narzędzie, możesz to teraz zrobić z większą dokładnością” – powiedział. To samo dotyczy systemów bezpieczeństwa zaprojektowanych do wykrywania wejścia do stref o ograniczonym dostępie.

W motoryzacji znaczenie tej technologii jest oczywiste. Systemy bezkluczykowego dostępu oparte na technologii Bluetooth mogą wykorzystywać sondowanie kanałów do bardziej niezawodnej weryfikacji odległości, co znacznie utrudnia manipulowanie sygnałem w stylu przekaźnikowym. W przypadku IoT logika ta ma naturalne zastosowanie: zamki drzwiowe i inne urządzenia kontroli dostępu mogą wykrywać odległość użytkownika od punktu wejścia, opierając się na pomiarach odległości, które są znacznie bardziej odporne na zakłócenia. „Wszystkie branże skorzystają na tej technologii” – zauważył Jaworowski. „Zakres zastosowań jest naprawdę szeroki”.

Podobnie jak w przypadku każdej nowej funkcji radiowej, inżynierowie będą musieli zmierzyć się z wyzwaniami podczas wdrażania sondowania kanałów. Najważniejszym z nich jest zrównoważenie zużycia energii z dokładnością pomiarów. Częstsze sondowanie lub zbieranie większej liczby próbek zwiększa precyzję, ale także szybciej wyczerpuje baterię. Jaworowski podkreślił, że nie jest to ograniczenie samej technologii, ale raczej decyzja projektowa, którą należy ostrożnie rozpatrywać. „Jeśli urządzenia nie poruszają się, nie ma sensu dokonywać pomiarów co dziesięć sekund” – wyjaśnił. Bluetooth 6.0 pozwala programistom na dynamiczną regulację parametrów, zmniejszając częstotliwość pomiarów, gdy jest to możliwe, i przywracając wyższą dokładność tylko wtedy, gdy jest to konieczne.

Kluczowym czynnikiem staje się również wybór chipu. Urządzenia obsługujące wiele anten mogą znacznie poprawić wydajność pomiaru odległości, a producenci oferujący solidne algorytmy przetwarzania mają przewagę podczas integracji. Inną praktyczną strategią jest połączenie funkcji Channel Sounding z czujnikami, takimi jak akcelerometry. W ten sposób pomiary odległości odbywają się tylko wtedy, gdy wykryty zostanie ruch — jest to proste, ale skuteczne podejście pozwalające oszczędzać baterię.

Patrząc w przyszłość, Jaworowski postrzega Channel Sounding nie jako przełom, ale jako część szerszej ewolucji technologii lokalizacyjnych opartych na Bluetooth. Ekosystem obejmuje już RSSI, kąt przybycia i kąt odejścia. Channel Sounding dodaje kolejne narzędzie, które jest tańsze w implementacji niż wiele konkurencyjnych rozwiązań oferujących podobną precyzję. Według niego takie połączenie może przyspieszyć wdrażanie dokładnego pozycjonowania w pomieszczeniach znacznie szybciej niż w poprzednich generacjach.

Aby przedstawić to w odpowiedniej perspektywie, nawiązał do początków GPS. „Pod koniec lat 90. i na początku XXI wieku GPS zmienił sposób, w jaki przemieszczamy się między miastami. Dzisiaj nikt nie korzysta już z papierowych map. Po prostu oczekujemy, że nawigacja będzie działać” – powiedział. Ta sama zmiana ma obecnie miejsce na mniejszą skalę. Przedmioty codziennego użytku — portfele, torby, klucze — coraz częściej są wyposażone we wbudowane chipy lokalizacyjne. Technologie takie jak sondowanie kanałów wzmacniają ten trend, zwiększając niezawodność wykrywania obiektów w gęstych środowiskach wewnętrznych, w których GPS nie może działać.

Wraz z rosnącą popularnością Bluetooth 6.0 branża zacznie w bardziej naturalny sposób integrować funkcje oparte na odległości z urządzeniami konsumenckimi i przemysłowymi. Chociaż transformacja jest nadal w początkowej fazie, podstawy techniczne wydają się solidne, a zakres praktycznych zastosowań jest już szeroki. Jaworowski podsumował perspektywy w prosty sposób: „Jest to technologia, która ułatwi codzienną lokalizację. Jesteśmy na początku tej zmiany”.

Wraz z ciągłym rozwojem ekosystemu Bluetooth, dyskusje na temat technologii takich jak Channel Sounding prawdopodobnie powrócą podczas przyszłorocznej edycji Evertiq Expo Warsaw, zaplanowanej na 22 października 2026 r. Wydarzenie to ponownie zgromadzi inżynierów, programistów i specjalistów z branży, którzy będą mogli wymienić się poglądami na temat rozwiązań kształtujących współczesną elektronikę — zarówno na poziomie komponentów, jak i systemów.