為了進一步實現兩個藍牙兼容設備間的安全性與測距精確度,藍牙技術聯盟正致力于探索并開發一種超越傳統藍牙RSSI和AOA/AOD定位技術的全新位置服務方案——信道探測定位(Channel Sounding,簡稱CS)。
作為一種高精度定位服務的新技術,CS技術具有高精度、抗干擾能力強、安全性高和成本效益等顯著優點。隨著藍牙技術聯盟的深入研究與標準化進程的推進,有觀點認為“CS技術有望在未來幾年實現廣泛應用,為汽車數字鑰匙、智能家居、物聯網設備等領域帶來更加安全、便捷、高效的連接體驗。”
聚焦到近年聲量漸高的汽車數字鑰匙發展,藍牙CS技術是否適用于數字鑰匙場景?CS技術當前應用效果如何?CS技術距離商用還有多遠?在蓋世汽車主辦的“2024汽車數字鑰匙技術論壇”上,無錫領跑微電子市場總監李強聚焦上述話題進行了逐一解答。
從理論到實踐,CS技術是否適用數字鑰匙場景
在討論藍牙CS技術是否適用于數字鑰匙場景之前,不妨來思考下另一個問題——什么樣的技術能夠被市場快速接受?李強認為,可以從以下四個方面進行考量:
第一,生態完善,參與者眾多。這是一個技術能被市場快速接受的基礎。
第二,高性價比。
第三,要增強客戶的體驗感。
第四,要提升整體效率。這一點或許消費者感受不到,但站在生產制造廠商的角度,其生產、制造、測試的流程中可節省掉不必要的時間成本,也是一種革新。
借助上述四個技術標準,再來回答“CS技術是否適用數字鑰匙場景”?
首先,CS技術生態繼承了藍牙技術生態的廣泛普及優勢。據不完全統計,全球每年銷售的藍牙芯片約有40億顆,生態環境很成熟。
其次,用CS技術來做數字鑰匙,其性價比很高。相較于傳統的藍牙數字鑰匙解決方案,CS技術不僅沒有增加成本,還在其基礎上引入了先進的相位測量與信號處理機制,有效克服了環境干擾與信號衰減對測距精度的影響。
第三,從體驗感而言,CS技術無需繁復的手機適配、位置標定操作,整體解決方案的格調有所提升。
理論上來講,只要滿足兩點要素及以上的技術,就能夠很快被市場接受。但李強強調:“技術的適用性必須結合場景,脫離業務場景的新技術就是無源之水。”
從數字鑰匙業務場景需求來看,其核心需求包括五個層面:
第一,穩定的距離信息。
第二,廣泛的環境適用性。車會停在不同的場景下,包括露天場景、地庫場景、遮擋情況等。
第三,不依賴獨立鑰匙。
第四,完善的系統安全性。藍牙RSSI定位方式容易受到中繼攻擊,存在安全弊端。
第五,性價比是永恒話題,CS技術能將數字鑰匙的性價比提升到很極致的程度。
李強表示,“CS技術是否適用數字鑰匙場景,可以結合上述具體的場景核心需求來做判斷”。
首先相較于RSSI技術,CS技術通過精確捕捉并解析信號在不同信道上的相位差異,能夠以前所未有的細致度描繪出藍牙設備間的相對位置,定位精度可達到0.5米。
其次相較于之前大量的標定工作,CS技術在實車應用中可以不經過任何標定。同時CS技術可以提供PBR(Phase Based Ranging)和RTT(Round-Trip Time)兩種測距方式,解決安全問題。
因此,綜合來看,CS技術能夠適用于數字鑰匙業務場景。
領跑微電子在CS技術上的應用實踐
創立至今,領跑微電子始終堅持“車域內的通信”的核心定位,專注于車內連接力的提升。因此,其很早就對Channel Sounding技術進行了跟蹤,并于2023年底,推出了L651M/S芯片。在長期的技術跟蹤、演進以及芯片研發的過程中,積累了CS技術的應用經驗,可提供開發板、節點參考板、鑰匙參考板的完整資料(包含指標數據)。
領跑微電子參考設計 | 圖源:領跑微電子
如何測量CS技術的應用效果?李強從“實際測試環境”出發,系統展示了“RSSI多點測試”和“CS單點測試”的呈現效果。
在實際測試環境下,無論是露天場景還是地下車庫,領跑微電子設計的路線都涵蓋了蛇形線路、環繞線路、基本線路等,以及與鑰匙狀態、鑰匙位置的交叉組合。結合數字鑰匙常見的死角、誤啟動、信號屏蔽等問題進行交叉對比,做模擬測試。
李強坦言:“目前,領跑微電子在CS技術的實踐中處于行業領先位置,我們對比的對象主要是此前設計的藍牙RSSI‘1+3’節點方案與CS單節點方案。”
實際測試環境 | 圖源:領跑微電子
RSSI多點方案,包括“1個主節點+3個錨點”——2個在B柱,1個在扶手箱,1個在后備箱。RSSI技術的前提是使用多錨點,其次在安裝過程中要進行提前校準,以確定開鎖距離。
RSSI多點測試情況 | 圖源:領跑微電子
CS單點方案只需要確定一個節點安裝位置,不需要任何校準工作,可以完全憑借CS自主測距來設定開鎖距離。圍繞車輛使用的多種場景,領跑微電子的CS單點測試方案分別進行了測試。例如在雨天,空氣濕度較大、地面積水對于信號反射造成的影響等;以及在商場車庫場景下,對手持、步行、慢跑等情況均進行了呈現。
CS單點測試 |圖源:領跑微電子
李強稱:“經過我們的不懈努力,CS單點測試能達到與RSSI多錨點測試一致的水平。”另外,李強提到,CS技術也有多錨點方案。相較于單錨點方案,CS多錨點能提高定位精度,同時可以有效解決遮擋問題。
“在今天匯報之前,可能行業中大部分人會認為CS技術距離商用還有一段路要走。”李強表示,“但其實CS技術的商用落地已經很近了。”
CS技術距離商用還有多遠
現在,CS單節點方案已經可以商用,并且可以達到與RSSI多錨點方案的一致要求。而CS多錨點方案的商用落地,還存在需要優化的點:
首先,CS多錨點方案是串行的,需要一個點一個點來做。目前“主節點+三錨點”的方案大概有500毫秒的延遲,其中CS的計算延時為35毫秒,剩余時間主要用于傳輸大量數據,其中還有大量冗余工作可以優化。李強表示,“我們希可以將CS多節點方案優化至200毫秒左右。從而滿足多錨點的商用落地。”
其次,目前手機中多使用高通、華為的芯片,在手機設計上并不會遵循數字鑰匙的場景需要,這就需要仰仗ICCE、CCC等行業標準組織的支撐。同時需要注意的是,數字鑰匙為雙天線設計,若手機采用單天線,還需要進行算法優化。
CS方案組合 | 圖源:領跑微電子
關于CS技術的發展,李強認為其呈現出以下趨勢:
首先無論是從性價比、適用性來看,還是從客戶體驗感進行對比。未來,藍牙RSSI定位技術都將逐漸被CS技術替代。
其次藍牙單點、多點技術持續并存。李強表示,對于有方位需求,但無需精確到厘米級的場景,使用多藍牙節點能夠提供多角度的信息、更精確的位置;對于無方位需求,僅需判斷距離的場景,使用單點藍牙CS方案提供極致性價比。
來源:第一電動網
作者:蓋世汽車
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