كيف يعيد صوت قناة البلوتوث تعريف دقة الموقع؟

بفضل قدراتها المعروفة في بث الصوت ونقل البيانات، أصبحت تقنية البلوتوث جزءًا لا يتجزأ من حياتنا، حيث تعمل على تشغيل كل شيء بدءًا من سماعات الرأس اللاسلكية وحتى الأجهزة المنزلية الذكية. ولكن هل تعلم أن تقنية Bluetooth تقفز الآن نحو خدمات تحديد المواقع عالية الدقة بفضل تقنية رائدة تسمى صوت قناة Bluetooth؟

في هذه المقالة، سوف نستكشف ماهية صوت قناة البلوتوث، وكيف يعمل، والفوائد التي يجلبها لخدمات الموقع، وحالات الاستخدام التي تستفيد من قياس المسافة عالي الدقة (HADM)، ولماذا يغير قواعد اللعبة في عالم الاتصال.

ما هو صوت قناة البلوتوث؟

يعد سبر القنوات، المعروف سابقًا باسم قياس المسافة عالي الدقة (HADM)، تقنية جديدة لحساب المسافة بين جهازي Bluetooth. ويستخدم النطاق القائم على الطور (PBR) على قنوات متعددة للحصول على قياس دقيق للمسافة.

هل يبدو الأمر معقدًا؟ مبدأ سبر القناة بسيط في جوهره.

كيفية سبر قناة البلوتوث يعمل؟

انظر إلى صورة إجراء صوت القناة ودعنا نستكشف المبدأ بطريقة سهلة.

يرسل الجهاز “أ” إشارة راديوية إلى الجهاز “ب”، وعندها يقيس الجهاز “ب” مرحلة هذه الإشارة ويرسلها مرة أخرى إلى الجهاز “أ” بنفس المرحلة. بعد ذلك، يقوم الجهاز A بتقييم تباين الطور بين إشارات الراديو المرسلة والمستقبلة لتحديد المسافة التي تقطعها هذه الإشارات في وقت الرحلة.

يتم تكرار هذا الإجراء عدة مرات عبر ترددات قنوات مختلفة، وبالتالي يمكن لأجهزة Bluetooth تقدير مسافة لا لبس فيها بطريقة دقيقة باستخدام بيانات الطور.

تجلب الميزة القادمة أخبارًا جيدة للعدد المتزايد من أجهزة البلوتوث، خاصة تلك التي تحتوي على خدمات الموقع.

ما هي فوائد خدمات تحديد الموقع عبر البلوتوث مع صوت القناة؟

فوائد خدمات تحديد الموقع عبر البلوتوث مع صوت القناة واسعة ومؤثرة. وهنا المزايا الرئيسية.

دقة عالية تصل إلى 10 سم

على الرغم من الفائدة المؤكدة لتقنيات تحديد المدى عبر البلوتوث الحالية، إلا أن دقتها في قياسات المسافة قد تكون قاصرة عن حالات الاستخدام الأكثر صعوبة.

في كل مكان مؤشر قوة الإشارة المستلمة (RSSI) وتقوم هذه التقنية المتوفرة على جميع الهواتف الذكية بتقدير المسافة بين جهازين بناءً على انخفاض سعة الإشارة. وللأسف فإن دقة هذه الطريقة محدودة بشكل عام، حيث تتراوح في كثير من الأحيان من ثلاثة إلى خمسة أمتار. علاوة على ذلك، يظل مؤشر RSSI عرضة للتدخل من العوامل الخارجية، مثل الامتصاص والحيود.

بعد ذلك، ولدت تقنيات أكثر تقدمًا في دقة تحديد المسافة – زاوية الوصول (AoA) وزاوية المغادرة (AoD). بدلاً من تقدير المسافة بشكل مباشر، تستخدم AoA وAoD علم المثلثات لاشتقاق المسافات من زوايا إشارات الراديو الواردة أو الصادرة. يمكن لهذه المنهجية تحقيق دقة العداد الفرعي.

ومع ذلك، قد تتقلب الدقة بشكل كبير بسبب الظروف المحيطة. على سبيل المثال، يمكن أن يعيق الانتشار متعدد المسارات إجراء قياسات دقيقة في الأماكن الداخلية المكتظة بالسكان مع العوائق والأسطح العاكسة.

يقودنا هذا إلى صوت قناة Bluetooth®، وهي أحدث التقنيات اللاسلكية لخدمات تحديد المواقع عالية الدقة. يتمثل الاختلاف البارز بين تقنيات نطاق البلوتوث التقليدية وصوت القناة في طريقة القياس.

مع النطاق القائم على الطور، يقفز صوت قناة البلوتوث نحو دقة 10 سم. حتى لو كان الجهاز في بيئات داخلية صعبة، فيمكنه الحصول على موقع أكثر دقة من التقنيتين السابقتين. ولذلك، فإن سبر القناة سيمكن مجموعة واسعة من التطبيقات، على سبيل المثال. تتبع الأصول والملاحة الداخلية.

تعزيز الأمن ضد التلاعب بالإشارات

لدى RSSI عيب آخر بخلاف الدقة المنخفضة: وهو المخاطرة الأمنية. يمكن التلاعب بمستويات الإشارة الخاصة بها، مما قد يؤدي إلى حدوث انتهاكات في المواقف الأمنية المشددة.

على سبيل المثال، في حالات الاستخدام الحساسة للأمان مثل أنظمة الأبواب الذكية، يمكن للمهاجم رفع مستوى RSSI لخداع النظام ليتصور أن شخصًا ما أقرب مما هو عليه بالفعل. تجعل نقاط الضعف هذه RSSI غير مناسب لتطبيقات الأمان العالي.

بالنسبة لصوت قناة Bluetooth، تعالج طبقة الارتباط إجراءات الإعلان والمسح الضوئي وإدارة الاتصال واتصالات البيانات غير المتزامنة والمتزامنة وتشفير البيانات. علاوة على ذلك، يمكن لخوارزمية النطاق القائمة على الطور أن تمنع هجمات التتابع. إن تقنية النطاق المتميزة مناسبة لأنظمة التحكم في الوصول إلى السيارة، والمفاتيح الرقمية، وتطبيقات الأمان العالي.

حل تحديد المواقع منخفض التكلفة

تتطلب زاوية الوصول (AOA) هوائيات بلوتوث متعددة (ثلاثة هوائيات على الأقل) للحصول على قياس دقيق.

ربما تتبادر إلى ذهنك الآن تقنية أخرى عالية الدقة مثل النطاق العريض للغاية (UWB). وفي حين أن تقنية UWB يمكن أن تصل إلى دقة أقل من سنتيمتر واحد، إلا أنها تتطلب دمج مجموعة شرائح جديدة. بالإضافة إلى ذلك، فإن استهلاكها للطاقة، على الرغم من انخفاضه السريع، يظل أعلى بشكل ملحوظ من استهلاك BLE. ويترتب على ذلك أن النطاق العريض للغاية (UWB) يوفر دقة محسنة ولكن على حساب زيادة الميزانية والتعقيد.

بصرف النظر عن المزايا المذكورة أعلاه، تعد حلول Bluetooth LE ذات الهوائي الواحد مع صوت القناة أكثر فعالية من حيث التكلفة من حلول UWB.

التكامل السلس وقابلية التشغيل البيني

يتم تقديم صوت قناة البلوتوث من خلال تقنية البلوتوث الموجودة، مما يجعل من السهل دمجها بسلاسة في البنية التحتية والأجهزة القائمة. وهذا يعني أن الشركات والمطورين سيتمكنون بسرعة من الوصول بسهولة إلى حل تحديد المواقع الآمن ومنخفض التكلفة والدقيق دون الحاجة إلى شرائح إضافية.

تعمل الدقة والأمان والمرونة غير المسبوقة التي تتميز بها قناة البلوتوث على كسر الحواجز أمام العديد من التطبيقات. ما هي حالات الاستخدام التي من المحتمل أن تتبنى هذه التقنية؟

ما هي حالات الاستخدام التي تفضل قياس المسافة عالي الدقة (HADM)؟

تتنوع تطبيقات قياس المسافة عالي الدقة (HADM). فيما يلي بعض حالات الاستخدام التي يمكن أن تستفيد بشكل كبير من هذه التقنية الجديدة.

الملاحة الداخلية: في مراكز التسوق الكبيرة، يمكن أن يؤدي الجمع بين صوت القناة وتقنيات Bluetooth الجديدة الأخرى مثل بروتوكولات ملصقات الرف الإلكتروني (ESL) إلى إحداث ثورة في تجارب التنقل الداخلي، مما يوفر للمستخدمين توجيهات دقيقة وتحديثات في الوقت الفعلي.

تتبع الأصول: تم تسويق الأنظمة المعتمدة على تقنية Bluetooth على نطاق واسع لتتبع الأصول في البيئات الصناعية والمستودعات. تستفيد هذه الأنظمة أيضًا من تقنية Bluetooth منخفضة الطاقة الحالية لتلبية معايير الأداء. يمكن للمطورين استخدام قناة السبر لتحسين دقة تحديد المواقع لهذه الأنظمة. ولا يساعد هذا في منع الخسارة أو السرقة فحسب، بل يعمل أيضًا على تحسين الكفاءة التشغيلية من خلال تبسيط عمليات إدارة المخزون.

علاوة على ذلك، فهو يوفر ميزات متقدمة لبعض الأنظمة المتاحة الأكثر تطلبًا، مثل تتبع الرياضيين في الوقت الفعلي في الرياضات الاحترافية.

دخول السيارة بدون مفتاح: يوفر نظام صوت القناة العديد من الفوائد للدخول بدون مفتاح للمركبة. توفر هذه التقنية دقة أكبر مقارنة بالأنظمة القديمة التي تعتمد على تلقي إشارة قوة الإشارة (RSSI) لتقدير المسافة. يتيح ذلك لشركات صناعة السيارات تلبية معايير الدقة مع تقليل عدد هوائيات البلوتوث في المركبات. وبالتالي، فهو يقلل من التكلفة الإجمالية للهاتف كمفتاح (PaaK). بالإضافة إلى ذلك، يعمل نظام أمان صوت القناة على منع العديد من الهجمات المحتملة على نظام الدخول بدون مفتاح.

باختصار، إن الأمان العالي والدقة مقارنة بالأجيال السابقة لتحديد المواقع عبر البلوتوث، إلى جانب انخفاض مستوى الطاقة والتكلفة المنخفضة، يجعل صوت قناة البلوتوث مثاليًا لتطبيقات مثل تتبع الأصول الصناعية/المستودعات/المستهلكين، وأنظمة ESL، والرياضة في الوقت الحقيقي/ تتبع اللياقة البدنية، والمفاتيح الرقمية للسيارات.