【導讀】在zai精jing確que感gan知zhi成cheng為wei萬wan物wu互hu聯lian核he心xin需xu求qiu的de今jin天tian
，從cong智zhi能neng家jia居ju到dao自zi動dong駕jia駛shi
，再zai到dao智zhi慧hui倉cang儲chu，對dui厘li米mi級ji精jing準zhun定ding位wei與yu可ke靠kao安an全quan測ce距ju的de追zhui求qiu正zheng推tui動dong底di層ceng技ji術shu革ge新xin。傳chuan統tong無wu線xian定ding位wei方fang案an在zai精jing度du、抗幹擾與規模化應用間麵臨取舍。新興的藍牙信道探測（Channel Sounding）技術，通過分析無線信道本身的物理特征，實現了從“粗略存在性檢測”到“精確距離與位置感知”的本質躍遷。本文將解析這一技術如何重塑近距離感知的規則，探討其在高安全性門禁
、複雜室內導航與大規模資產追蹤等場景中的關鍵設計考量與實施路徑，為開發者提供邁向下一代定位應用的實用指南。

在zai精jing確que感gan知zhi成cheng為wei萬wan物wu互hu聯lian核he心xin需xu求qiu的de今jin天tian，從cong智zhi能neng家jia居ju到dao自zi動dong駕jia駛shi，再zai到dao智zhi慧hui倉cang儲chu，對dui厘li米mi級ji精jing準zhun定ding位wei與yu可ke靠kao安an全quan測ce距ju的de追zhui求qiu正zheng推tui動dong底di層ceng技ji術shu革ge新xin。傳chuan統tong無wu線xian定ding位wei方fang案an在zai精jing度du、抗幹擾與規模化應用間麵臨取舍。新興的藍牙信道探測（Channel Sounding）技術，通過分析無線信道本身的物理特征，實現了從“粗略存在性檢測”到“精確距離與位置感知”的本質躍遷。本文將解析這一技術如何重塑近距離感知的規則
，探討其在高安全性門禁、複雜室內導航與大規模資產追蹤等場景中的關鍵設計考量與實施路徑，為開發者提供邁向下一代定位應用的實用指南。

什麼是藍牙信道探測技術？

低功耗藍牙（Bluetooth Low Energy, BLE）已廣泛應用於全球數十億台電子設備，涵蓋智能手機、筆記本電腦、遊戲手柄及車載娛樂係統等。2024 年 9 月
，藍牙技術聯盟（Bluetooth Special Interest Group, SIG）發布藍牙核心規範 6.0 版本，其中新增的藍牙信道探測技術
，此前被稱為高精度測距技術
，該技術大幅提升了近距離無線測距的精度與安全性。

資產追蹤、地理圍欄、智能門鎖、遠yuan程cheng無wu鑰yao匙chi進jin入ru及ji倉cang儲chu管guan理li等deng諸zhu多duo應ying用yong場chang景jing，均jun對dui近jin距ju離li無wu線xian測ce距ju技ji術shu有you強qiang烈lie需xu求qiu。藍lan牙ya信xin道dao探tan測ce技ji術shu整zheng合he了le兩liang種zhong成cheng熟shu的de測ce距ju方fang法fa，可ke實shi現xian兩liang台tai低di功gong耗hao藍lan牙ya設she備bei間jian的de距ju離li測ce量liang，理li論lun測ce距ju範fan圍wei達da 150 米，定位精度高達 ±20 厘米。實際應用中的測距範圍與精度，取決於信號質量（即信噪比，SNR），而信噪比又受發射功率、環境條件，以及基於相位測距（PBR）或往返時間（RTT）測量數據進行距離估算的信號處理算法影響。增加天線數量有助於提升獲得良好信噪比的概率。

藍lan牙ya信xin道dao探tan測ce技ji術shu同tong時shi采cai用yong相xiang位wei測ce距ju與yu往wang返fan時shi間jian測ce距ju兩liang種zhong方fang式shi，以yi保bao障zhang定ding位wei精jing度du與yu安an全quan性xing。盡jin管guan該gai技ji術shu規gui範fan要yao求qiu設she備bei需xu同tong時shi具ju備bei這zhe兩liang種zhong測ce距ju能neng力li

，但dan實shi際ji應ying用yong中zhong，開kai發fa人ren員yuan可ke根gen據ju係xi統tong要yao求qiu與yu場chang景jing需xu求qiu，選xuan擇ze其qi中zhong一yi種zhong或huo同tong時shi使shi用yong兩liang種zhong方fang式shi進jin行xing距ju離li估gu算suan。

相位測距（PBR）

藍牙信道探測技術可用於計算兩台配對藍牙設備間的距離。在雙設備架構中，一台設備作為 “發起端”
，另一台作為 “反射端”。采(cai)用(yong)相(xiang)位(wei)測(ce)距(ju)方(fang)式(shi)時(shi)
，發(fa)起(qi)端(duan)向(xiang)反(fan)射(she)端(duan)發(fa)送(song)正(zheng)弦(xian)波(bo)信(xin)號(hao)
，反(fan)射(she)端(duan)接(jie)收(shou)信(xin)號(hao)後(hou)原(yuan)樣(yang)回(hui)傳(chuan)
，且(qie)該(gai)信(xin)號(hao)交(jiao)互(hu)過(guo)程(cheng)會(hui)在(zai)多(duo)個(ge)頻(pin)率(lv)上(shang)同(tong)步(bu)進(jin)行(xing)。通(tong)過(guo)分(fen)析(xi)發(fa)射(she)信(xin)號(hao)與(yu)接(jie)收(shou)信(xin)號(hao)間(jian)的(de)相(xiang)位(wei)差(cha)，即(ji)可(ke)最(zui)終(zhong)確(que)定(ding)兩(liang)台(tai)設(she)備(bei)間(jian)的(de)距(ju)離(li)（見圖 1）。

圖 1：發起端與反射端在多個頻率上交互正弦波信號，通過分析產生的相位差確定兩台設備間的距離。（來源：藍牙技術聯盟）

往返時間測距（RTT）

采用往返時間測距方式估算兩台藍牙設備（發起端與反射端）間的距離，原理相對簡潔。信號數據包從發起端傳輸至反射端的傳播時間（ToFI - R），以及從反射端回傳至發起端的傳播時間（ToFR - I）
，共同構成距離計算的基礎。已知電子信號以光速（c，恒定常數）傳播，設備間距離可通過以下公式計算：c × (ToFI - R + ToFR - I) ÷ 2

需xu注zhu意yi

，往wang返fan時shi間jian測ce距ju是shi基ji於yu無wu線xian傳chuan輸shu的de計ji時shi方fang式shi。實shi際ji應ying用yong中zhong，還hai需xu考kao慮lv兩liang台tai設she備bei在zai信xin號hao無wu線xian傳chuan輸shu前qian的de準zhun備bei時shi間jian，以yi確que保bao距ju離li計ji算suan結jie果guo的de準zhun確que性xing。

圖 2：信號數據包在發起端與反射端之間往返的傳播時間，是距離計算的核心依據。（來源：藍牙技術聯盟）

傳統藍牙技術在 2.4GHz 頻段共劃分 40 個信道，信道間隔為 2MHz。相比之下，藍牙信道探測技術支持多達 72 個信道，信道間隔僅為 1MHz
，可ke提ti供gong更geng寬kuan的de工gong作zuo帶dai寬kuan。這zhe種zhong擴kuo展zhan的de信xin道dao配pei置zhi對dui提ti升sheng測ce量liang精jing度du和he係xi統tong穩wen健jian性xing起qi到dao關guan鍵jian作zuo用yong

，尤you其qi適shi用yong於yu存cun在zai多duo反fan射she麵mian和he多duo徑jing傳chuan播bo的de複fu雜za環huan境jing。通tong過guo利li用yong數shu量liang更geng多duo
、間jian隔ge更geng窄zhai的de信xin道dao資zi源yuan，藍lan牙ya信xin道dao探tan測ce技ji術shu能neng夠gou更geng精jing準zhun地di捕bu捉zhuo信xin道dao特te性xing

，降jiang低di幹gan擾rao影ying響xiang
，從cong而er提ti升sheng距ju離li估gu算suan與yu定ding位wei的de可ke靠kao性xing。這zhe一yi優you勢shi使shi其qi在zai存cun在zai障zhang礙ai物wu和he信xin號hao反fan射she的de實shi際ji藍lan牙ya部bu署shu場chang景jing中zhong具ju備bei極ji高gao的de應ying用yong價jia值zhi。

下圖為低功耗藍牙接收信號強度指示（RSSI）
、到達角 / 出發角（AoA/AoD）與信道探測技術的關鍵特性對比表。

圖 3 低功耗藍牙接收信號強度指示（RSSI）、到達角 / 出發角（AoA/AoD）與信道探測技術的關鍵特性對比表。集成信道探測技術可同時提升係統性能與安全性。（來源：芯科科技）

信道探測技術的安全性

欺騙攻擊和中間人攻擊（MITM）是shi兩liang種zhong常chang見jian的de網wang絡luo攻gong擊ji手shou段duan。在zai欺qi騙pian攻gong擊ji中zhong，惡e意yi攻gong擊ji者zhe偽wei造zao數shu字zi身shen份fen，偽wei裝zhuang成cheng受shou信xin任ren的de設she備bei
，誘you導dao用yong戶hu授shou予yu訪fang問wen權quan限xian或huo泄xie露lu敏min感gan信xin息xi。中zhong間jian人ren攻gong擊ji則ze是shi指zhi攻gong擊ji者zhe秘mi密mi侵qin入ru兩liang台tai通tong信xin設she備bei之zhi間jian的de鏈lian路lu
，攔lan截jie甚shen至zhi篡cuan改gai設she備bei間jian的de數shu據ju交jiao互hu。一yi旦dan成cheng功gong侵qin入ru係xi統tong，攻gong擊ji者zhe便bian可ke操cao縱zong通tong信xin過guo程cheng或huo竊qie取qu數shu據ju
，以yi達da成cheng惡e意yi目mu的de。

當相位測距（PBR）與往返時間測距（RTT）兩(liang)種(zhong)技(ji)術(shu)協(xie)同(tong)工(gong)作(zuo)時(shi)
，藍(lan)牙(ya)信(xin)道(dao)探(tan)測(ce)技(ji)術(shu)的(de)安(an)全(quan)性(xing)將(jiang)得(de)到(dao)顯(xian)著(zhu)增(zeng)強(qiang)。由(you)於(yu)這(zhe)兩(liang)種(zhong)測(ce)距(ju)方(fang)法(fa)基(ji)於(yu)截(jie)然(ran)不(bu)同(tong)的(de)物(wu)理(li)原(yuan)理(li)，攻(gong)擊(ji)者(zhe)很(hen)難(nan)在(zai)維(wei)持(chi)正(zheng)常(chang)通(tong)信(xin)的(de)前(qian)提(ti)下(xia)
，同(tong)時(shi)對(dui)兩(liang)種(zhong)技(ji)術(shu)實(shi)施(shi)破(po)解(jie)。這(zhe)種(zhong)分(fen)層(ceng)防(fang)護(hu)的(de)設(she)計(ji)，大(da)幅(fu)提(ti)升(sheng)了(le)協(xie)同(tong)欺(qi)騙(pian)攻(gong)擊(ji)與(yu)中(zhong)間(jian)人(ren)攻(gong)擊(ji)的(de)實(shi)施(shi)難(nan)度(du)。

信道探測技術的應用場景

芯科科技產品營銷經理阿希什・查達表示：“信道探測技術的應用場景十分廣泛，涵蓋無鑰匙進入啟動係統（PEPS）、自動繪圖以及室內測距等領域。例如在多接入點（AP）網(wang)絡(luo)中(zhong)，發(fa)射(she)功(gong)率(lv)需(xu)根(gen)據(ju)各(ge)接(jie)入(ru)點(dian)與(yu)相(xiang)鄰(lin)設(she)備(bei)的(de)距(ju)離(li)進(jin)行(xing)動(dong)態(tai)調(tiao)整(zheng)。借(jie)助(zhu)信(xin)道(dao)探(tan)測(ce)技(ji)術(shu)，中(zhong)央(yang)協(xie)調(tiao)器(qi)可(ke)指(zhi)定(ding)某(mou)一(yi)接(jie)入(ru)點(dian)作(zuo)為(wei)發(fa)起(qi)端(duan)，與(yu)其(qi)他(ta)接(jie)入(ru)點(dian)進(jin)行(xing)測(ce)距(ju)，從(cong)而(er)確(que)定(ding)各(ge)接(jie)入(ru)點(dian)的(de)相(xiang)對(dui)位(wei)置(zhi)。對(dui)所(suo)有(you)接(jie)入(ru)點(dian)重(zhong)複(fu)執(zhi)行(xing)這(zhe)一(yi)流(liu)程(cheng)，即(ji)可(ke)生(sheng)成(cheng)網(wang)絡(luo)布(bu)局(ju)的(de)幾(ji)何(he)分(fen)布(bu)圖(tu)，實(shi)現(xian)功(gong)率(lv)控(kong)製(zhi)優(you)化(hua)與(yu)空(kong)間(jian)感(gan)知(zhi)能(neng)力(li)提(ti)升(sheng)。”

圖 4 藍牙信道探測技術的目標市場與應用場景。該技術已推動無鑰匙進入啟動係統（PEPS）、自動繪圖
、室內測距等多領域應用的跨越式發展。（來源：芯科科技）

lanyaxindaotancejishuweijinjuliyingyongchangjingtigonglegaoanquanxingdecejujiejuefangan。qiwendingkekaodejuligusuannengliyukangqipiangongjitexing
，shiqizaichuantongxinhaoqiangducejufangfananyishengrendechangjingzhongjubeixianzhuyoushi。yixiaweilianggedianxingyingyonganli。

汽車安全無鑰匙進入

在傳統中繼攻擊中，一名攻擊者潛伏在車主附近，攔截車主智能手機或鑰匙扣發出的身份驗證信號；另一同夥則通過獨立通信鏈路，將攔截到的信號轉發至車輛
，從而在未持有原始設備的情況下
，實現對車輛的非法解鎖。

藍牙信道探測技術可針對此類攻擊提供強有力的防禦。該技術整合了基於相位測距（PBR）與往返時間測距（RTT）的(de)高(gao)級(ji)信(xin)號(hao)驗(yan)證(zheng)機(ji)製(zhi)，構(gou)建(jian)起(qi)難(nan)以(yi)被(bei)同(tong)時(shi)攻(gong)破(po)的(de)安(an)全(quan)防(fang)護(hu)體(ti)係(xi)。這(zhe)種(zhong)分(fen)層(ceng)驗(yan)證(zheng)機(ji)製(zhi)能(neng)夠(gou)有(you)效(xiao)攔(lan)截(jie)非(fei)法(fa)解(jie)鎖(suo)嚐(chang)試(shi)，保(bao)障(zhang)車(che)輛(liang)門(men)禁(jin)係(xi)統(tong)的(de)安(an)全(quan)性(xing)與(yu)可(ke)靠(kao)性(xing)。

倉儲應用：高精度室內定位

在倉庫、醫yi院yuan等deng場chang所suo，精jing準zhun追zhui蹤zong工gong具ju與yu設she備bei的de位wei置zhi是shi保bao障zhang運yun營ying效xiao率lv的de關guan鍵jian。藍lan牙ya信xin道dao探tan測ce技ji術shu可ke實shi現xian高gao精jing度du室shi內nei定ding位wei，大da幅fu減jian少shao人ren工gong搜sou尋xun設she備bei的de耗hao時shi，優you化hua工gong作zuo流liu程cheng。在zai地di震zhen
、重zhong大da交jiao通tong事shi故gu等deng緊jin急ji情qing況kuang下xia，醫yi院yuan急ji診zhen科ke室shi往wang往wang會hui陷xian入ru超chao負fu荷he運yun轉zhuan狀zhuang態tai，各ge類lei急ji救jiu設she備bei可ke能neng被bei調tiao配pei至zhi不bu同tong科ke室shi使shi用yong。此ci時shi，精jing準zhun掌zhang握wo關guan鍵jian設she備bei的de位wei置zhi就jiu變bian得de至zhi關guan重zhong要yao，這zhe有you助zhu於yu加jia快kuai應ying急ji響xiang應ying速su度du
，提ti升sheng救jiu治zhi效xiao率lv。

設計實例

大型商業或工業建築內的設備通常需要部署多個網絡接入點（AP），以維持穩定的網絡連接。此類係統的部署過程耗時較長，需完成多項關鍵步驟：開展現場勘測並生成信號強度熱力圖
、優化接入點的安裝位置與配置參數、持續調試係統性能以減少信號衰減和幹擾。此外
，係統性能並非一成不變 —— 室內家具布局調整、新增微波爐等幹擾源
，都可能導致係統性能下降。

以下為一個基於信道探測技術室內測距能力、包含四個接入點的性能優化設計實例。如圖 5 所示
，某醫療場所內部署了四個網絡接入點：AP0 位於行政辦公室、AP1 麵向醫護人員辦公區
、AP2 設置在醫生診室、AP3 用於連接核磁共振（MRI）設備。

室內定位應用設計實例

在室內定位場景中，網絡需部署多個接入點（AP），並持續優化性能以降低信號衰減與幹擾帶來的影響。而定位性能並非一成不變，室內家具擺放調整
、新增微波爐等幹擾源，都可能導致定位精度下降。

以下以醫療場所為例，介紹一套基於藍牙信道探測室內測距能力、包含四個接入點的性能優化方案。如圖 5 所示，該醫療場所部署了四個網絡接入點：AP0 位於行政辦公室，AP1 麵向醫護人員，AP2 設置在診室

，AP3 用於連接核磁共振設備。

圖 5：某醫療場所部署的四個網絡接入點，分別位於行政辦公室（AP0）、醫護區（AP1）、診室（AP2）及核磁共振設備區（AP3）。（來源：Silicon Labs）

jierudianbushudehexinshejiyaodian
，zaiyuheliguihuajierudianjiandejuliyutongxingonglv。ruojierudianjianjuguojin，ketongguojiangdifashegonglvjianshaoxinhaoganrao，tishengwangluozhengtiwendingxing。lanyaxindaotancejishunengjingzhunceliangshebeijianjuli，weixitongzhinengyouhuatigongzhicheng。tongguopinggushebeijianjuyubushumidu，kedongtaitiaozhengfashegonglv，baozhangtongxinxiaoguo。

具體操作中，由中央協調器指定一個接入點（如 AP0）作zuo為wei發fa起qi端duan，其qi餘yu接jie入ru點dian作zuo為wei反fan射she端duan。發fa起qi端duan依yi次ci與yu其qi他ta接jie入ru點dian完wan成cheng測ce距ju操cao作zuo，隨sui後hou按an此ci流liu程cheng切qie換huan發fa起qi端duan，完wan成cheng所suo有you接jie入ru點dian間jian的de測ce距ju。最zui終zhong生sheng成cheng網wang絡luo接jie入ru點dian相xiang對dui位wei置zhi的de幾ji何he分fen布bu圖tu（見圖 6），為藍牙應用係統優化通信功率提供數據支撐。

圖 6：接入點相對位置幾何分布圖
，藍牙信道探測技術可依據該圖確定各接入點間的最佳通信功率。（來源：Silicon Labs）

本實例中，所有接入點均集成了支持藍牙信道探測技術的片上係統（SoC），如 Silicon Labs 的 BG24 或 BG24L 芯xin片pian，這zhe些xie芯xin片pian可ke靈ling活huo切qie換huan發fa起qi端duan與yu反fan射she端duan兩liang種zhong工gong作zuo模mo式shi。在zai初chu步bu設she計ji階jie段duan
，建jian議yi使shi用yong搭da載zai雙shuang天tian線xian信xin道dao探tan測ce模mo塊kuai的de開kai發fa套tao件jian進jin行xing設she備bei測ce試shi（見圖 7）。這(zhe)類(lei)經(jing)過(guo)預(yu)驗(yan)證(zheng)的(de)開(kai)發(fa)套(tao)件(jian)，能(neng)大(da)幅(fu)減(jian)少(shao)開(kai)發(fa)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)試(shi)錯(cuo)環(huan)節(jie)。設(she)計(ji)定(ding)型(xing)後(hou)，可(ke)將(jiang)片(pian)上(shang)係(xi)統(tong)集(ji)成(cheng)到(dao)體(ti)積(ji)更(geng)小(xiao)巧(qiao)的(de)接(jie)入(ru)點(dian)硬(ying)件(jian)中(zhong)。此(ci)外(wai)，Silicon Labs 還為開發套件提供配套軟件支持
，助力開發流程簡化與部署周期縮短。

圖 7：雙天線信道探測開發板（正麵）示例，包含信道探測片上係統、雙天線及板載調試器。（來源：Silicon Labs）

Silicon Labs 藍牙產品經理甘蘇・納塔拉詹表示：“開發人員在基於藍牙信道探測技術進行產品設計時，需求存在差異。部分應用需強大的計算與存儲能力，以完成複雜的測距運算；而部分應用僅需部署具備快速響應能力的簡易節點
，無需承擔繁重的運算任務。引腳兼容的 BG24 與 BG24L 芯片
，為開發人員提供了靈活的選擇。BG24 芯片配備 256KB 靜態隨機存取存儲器與 1536KB 閃存，適合運行內存占用較高的算法，是信道探測發起端的理想選擇；BG24L 芯片則更適用於反射端設備，如資產標簽、近距離門禁設備等，這類節點僅需穩定高效地響應指令
，無需執行測距運算。”

發展前景

藍牙信道探測技術為低功耗藍牙技術帶來了重大突破。在接收信號強度指示（RSSI）及到達角 / 出發角（AoA/AoD）技術基礎上，疊加信道探測技術後，安全追蹤、倉庫精準室內定位、智能門鎖

、地di理li圍wei欄lan等deng諸zhu多duo應ying用yong
，均jun實shi現xian了le定ding位wei精jing度du與yu安an全quan性xing的de雙shuang重zhong提ti升sheng。本ben文wen提ti供gong的de設she計ji實shi例li，為wei開kai發fa人ren員yuan提ti供gong了le集ji成cheng藍lan牙ya信xin道dao探tan測ce技ji術shu的de詳xiang細xi步bu驟zhou。未wei來lai幾ji年nian
，藍lan牙ya信xin道dao探tan測ce技ji術shu將jiang逐zhu步bu融rong入ru全quan球qiu藍lan牙ya生sheng態tai係xi統tong，推tui動dong生sheng態tai持chi續xu擴kuo展zhan。

藍牙技術聯盟技術營銷總監達蒙・巴恩斯稱：“市場對藍牙技術的需求將持續增長。據 ABI Research 預測，2025 年全球藍牙設備出貨量將達 53 億台，到 2029 年有望增至 77 億台
，年複合增長率達 9%。藍牙技術聯盟預計
，藍牙信道探測技術將為市場增長貢獻重要力量。”

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