如何在UWB和低功耗藍牙CS間做出選擇
在選擇室內(nèi)定位技術(shù)時，特定的應(yīng)用需求決定了最合適的選擇。低功耗藍牙已被廣泛集成到各種設(shè)備中，包括手機、家庭中心和物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品。與此同時，UWB發(fā)展迅速并獲得更廣泛的生態(tài)系統(tǒng)支持，特別是在被智能手機和汽車等應(yīng)用所采納后。雖然低功耗藍牙正在推進定位功能，但要充分利用其CS技術(shù)的能力，需要升級到支持低功耗藍牙6.0的新硬件。由于低功耗藍牙CS仍處于起步階段，這項技術(shù)可能需要數(shù)年時間才能獲得廣泛的市場普及。
低功耗藍牙CS和UWB均為優(yōu)秀的定位技術(shù)，并且在某些情況下能夠互為補充。例如，若要在倉庫內(nèi)追蹤一個距離不超過50米的小型資產(chǎn)，低功耗藍牙CS可用于粗略定位（500厘米以內(nèi)），而UWB則提供精細定位（小于10厘米）。在當今的許多測距應(yīng)用中，UWB的部署通常使用2.4GHz低功耗藍牙無線電進行初始設(shè)備發(fā)現(xiàn)與身份驗證，然后再激活UWB無線電以達成安全的精確測距；可見，這兩種技術(shù)已被結(jié)合使用。實際上，低功耗藍牙CS只是提供了另一種技術(shù)選擇，對于許多已經(jīng)采用低功耗藍牙RSSI的應(yīng)用來說，測距的提升可能就是所需要的全部。
覆蓋范圍、數(shù)據(jù)傳輸速率和功耗通常是評估物聯(lián)網(wǎng)連接技術(shù)的關(guān)鍵基準，而定位技術(shù)的安全性和部署成本同樣備受關(guān)注，來探討一下這兩種技術(shù)間一些品質(zhì)因數(shù)的比較。
覆蓋范圍 由于可實現(xiàn)的覆蓋范圍可受到諸多因素的影響，其也成為一個難以量化的指標。雖然工作頻率、數(shù)據(jù)速率和天線設(shè)計都至關(guān)重要，但應(yīng)用環(huán)境直接影響可達成的覆蓋范圍，尤其是在存在多徑信號反射的室內(nèi)環(huán)境中。此外，如歐洲等一些地區(qū)的規(guī)定允許UWB傳輸功率水平最高可增加10dB（即-31.3dBm），以進一步擴大覆蓋范圍。
在典型的視距（LOS）條件下，UWB的測距范圍可達50米。另一方面，低功耗藍牙僅能準確測量20至30米范圍內(nèi)的距離。如圖6所示，在相同的2500m2覆蓋區(qū)域內(nèi)，UWB所需的錨點比低功耗藍牙更少，從而降低了基礎(chǔ)設(shè)施、部署和維護成本。換言之，為保持亞米級精度，低功耗藍牙需要更多的錨點來盡量縮短錨點與標簽間的距離。
雖然低功耗藍牙CS在PBR模式下提高了定位精度至亞米級水平，并且使用RTT模式可以將范圍增加到50米以上，但精度和覆蓋范圍之間會存在權(quán)衡（低功耗藍牙CS-RTT的精度為幾米）。因此，對于低功耗藍牙CS來說，亞米級精度僅限于較短的距離；在覆蓋區(qū)域的邊緣，精度通常會下降，特別是在具有挑戰(zhàn)性的多徑環(huán)境中。
安全性 在科技發(fā)達的當今世界，網(wǎng)絡(luò)安全、黑客攻擊和個人信息保護問題始終是人們關(guān)注的焦點。不幸的是，我們中的許多人都曾收到來自所用服務(wù)或其提供商的數(shù)據(jù)泄露通知。鑒于大量的數(shù)據(jù)通過無線方式傳輸，因此開發(fā)具有盡可能強大安全性的連接產(chǎn)品至關(guān)重要。
使用低功耗藍牙CS時，在發(fā)起設(shè)備和反射設(shè)備間建立安全連接是先決條件。該標準將防欺騙功能納入數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)中；經(jīng)加密、加擾的數(shù)據(jù)包也是CS程序的一部分。然而，CS技術(shù)尚處于起步階段，其安全漏洞尚未得到充分驗證。事實上，低功耗藍牙CS要想在諸如汽車行業(yè)的數(shù)字車鑰匙等應(yīng)用場景中被采納，可能還需數(shù)年時間；原因在于車聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟（CCC）需要確信低功耗藍牙CS技術(shù)安全、快速且兼容。
與此同時，UWB技術(shù)因其強大的安全特性而著稱。作為一種基于脈沖并利用飛行時間（ToF）的信號，UWB所遵循的標準——IEEE 802.15.4z——已在物理層（PHY）增添了安全增強措施，包括加密、隨機數(shù)生成以及其它技術(shù)；這些都加大了外部攻擊者操縱UWB通信的難度。
在核心層面 UWB使用美國聯(lián)邦政府廣泛采用的加密規(guī)范——高級加密標準（AES）協(xié)議，以生成并保障數(shù)據(jù)包傳輸?shù)陌踩浴Ｔ?/span>UWB中，加擾時間戳序列（STS）對設(shè)備間信令傳輸?shù)木_時間進行編碼，以確保測距準確性。這些數(shù)據(jù)用AES密鑰加密，以防止時間戳被偽造。此外，一些UWB設(shè)備已經(jīng)達到物聯(lián)網(wǎng)平臺安全評估標準（SESIP）3級認證。
可擴展性與設(shè)計挑戰(zhàn)低功耗藍牙CS的結(jié)構(gòu)意味著一次只能有一個設(shè)備與另一個設(shè)備進行測距。由于不支持廣播功能，一個設(shè)備可以輪流與多個設(shè)備進行測距，但這將增加測量時間并限制可擴展性。即使獲取兩個設(shè)備之間相對準確的距離測量值，也需要執(zhí)行包含多個事件和子事件的復(fù)雜測距流程，從而導(dǎo)致較長的測距時間。雖然這在一些應(yīng)用（如點對點通信或粗略的接近度檢測）中可能是可以接受的，但對于汽車制造裝配廠這類場景而言則不可行，因為數(shù)百項資產(chǎn)的位置和運輸對避免出現(xiàn)停機時間和成本超支等情況至關(guān)重要。
另一個需要考慮的是如何在智能手機中利用低功耗藍牙CS技術(shù)。低功耗藍牙CS確實允許使用多個天線來減輕多徑效應(yīng)的影響；然而，由于天線間距要求非常嚴格，對于智能手機來說，采用多天線的低功耗藍牙AoA或甚至低功耗藍牙CS都將是一個挑戰(zhàn)。典型的低功耗藍牙AoA實施中，需要使用兩個接收天線，它們相隔半個波長以確保最大180°的相位差。在2.4 GHz時，低功耗藍牙的波長（λ）= 125毫米，接收天線需要相隔（λ/2）= 62.5毫米。相比之下，在8GHz時， UWB的波長（λ）= 約37.5毫米，λ/2 = 約18.8毫米；僅僅是低功耗藍牙天線間距的一小部分。鑒于現(xiàn)代智能手機已經(jīng)使用了基于多天線的多種無線電技術(shù)（5G、Wi-Fi、低功耗藍牙、NFC、UWB），為支持AoA而調(diào)整低功耗藍牙天線的間距將面臨不小的采用障礙。最終，為智能手機設(shè)計的低功耗藍牙芯片很可能會支持低功耗藍牙CS，但是否將低功耗藍牙CS作為定位功能來使用，則要取決于設(shè)備制造商的選擇。
