蓝牙也可以测距定位，精度1m且不用阵列天线！
蓝牙是目前使用最广泛的有源iot连接技术，它在定位产业也扮演着重要的角色。
而蓝牙的定位模式有几种，rssi与aoa想必大家都很熟悉，我们在此前的系列文章中对它们也都有详细的介绍。
但今天，我们要讨论的主角是蓝牙的第三种定位模式：cs (channel sounding-信道探测)。
据了解，蓝牙技术联盟（sig ）在2022年11月公开技术规范草案cs，预计在2024-2025年正式发布，可能在蓝牙5.5或蓝牙6.0版本中进行更新。
信道探测（channel sounding）介绍
cs的特点是信道探测同时通过相位测量及rtt(往返时间)测量来进行距离估算并相互修正，精度更高且具备安全防护机制。
低功耗蓝牙信道探测在2.4ghz频段上定义了79个射频物理信道，实际使用72个。如下表:
从上表中可以看出cs物理信道的定义与经典蓝牙79个物理信道相同，未实际使用的5个信道均是或靠近低功耗蓝牙主广播物理信道(2402/2426/2480mhz)，为了避免干扰而未被使用。
ble cs提供一种相位测距（pbr：phase‑based ranging）方案，主要用于两个 ble 设备之间的高精度距离测量 (hadm: high accuracy distance measurements)。
在频率f上，pbr测量信号通过距离d传播时的相移来计算距离的。当使用两个或多个不同频率的信号时，可以测量信号之间的相位差来精确估计距离。
当使用信道探测估计距离时， 一个设备启动程序(initiator)， 第二个设备在不修改相位的情况下重复信号传输(reflector)。
对于频率为fi 的每次传输， initiator测量发射信号和接收信号之间的相位变化。
未编码的窄带恒定包信号可以使用单个天线发送或接收，以便支持标准低功耗蓝牙芯片。
相比于rssi与aoa，cs的优势是什么？
基于目前获取到的信息，我们将cs与rssi以及aoa/aod的特点进行了对比。
总结来说，cs相比于rssi与aoa，它的优势是：
相较于rssi来说，cs的定位精度有明显的提升，根据我们从方案商了解到信息来看，cs在理想状态下的定位精度可以做到1m以内，一般宣传口径是1m左右，这比rssi的精度高了很多，此外，cs比rssi的稳定性提升了非常多，因为rssi定位是基于信号强度，信号强度容易漂，稳定性就会很差。
相较于aoa/aod而言，最大的优势是不需要增加阵列天线，cs是一种相位雷达模式，单天线就可以实现，而aoa的精度虽然较高，但是推广最大的问题就是需要加阵列天线，这对于很多c端产品来说，是不太现实的。
cs会成为未来蓝牙定位的主流吗？
基于以上对于cs定位特点的分析，我们非常看好cs未来会成为蓝牙定位市场最主流的方案，理由如下：
第一：性能提升明显，性能的提升体现在2个方面，第一是定位精度，第二是定位的稳定性，当然，这个提升主要是相比于rssi而言。
第二：对目前的蓝牙产品不用造成任何额外的负担，只需要芯片支持cs的标准即可，不像aoa有阵列天线的限制，可以完全复用蓝牙现有的庞大生态资源。
第三：目前头部企业都在积极布局，包括主要的蓝牙芯片厂商以及方案商都在积极布局该技术，且从我们调研到的信息来看，大家对该技术都抱有的极高的期待。
蓝牙cs出来之后，会威胁到uwb的地位吗？笔者觉得并不会，因为cs的定位精度依然与uwb有较大的差距，且uwb生态也会在未来几年保持高速发展。
在未来的竞争格局中，uwb+ble双模产品会越来越成为主流。
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从上表中可以看出cs物理信道的定义与经典蓝牙79个物理信道相同，未实际使用的5个信道均是或靠近低功耗蓝牙主广播物理信道(2402/2426/2480mhz)，为了避免干扰而未被使用。
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相较于rssi来说，cs的定位精度有明显的提升，根据我们从方案商了解到信息来看，cs在理想状态下的定位精度可以做到1m以内，一般宣传口径是1m左右，这比rssi的精度高了很多，此外，cs比rssi的稳定性提升了非常多，因为rssi定位是基于信号强度，信号强度容易漂，稳定性就会很差。
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第二：对目前的蓝牙产品不用造成任何额外的负担，只需要芯片支持cs的标准即可，不像aoa有阵列天线的限制，可以完全复用蓝牙现有的庞大生态资源。
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