藍牙技術在我們的生活中扮演著重要的角色，是目前使用最為廣泛的近距離低成本無線連接技術。今天，我們就藍牙定位的三種技術進行簡單介紹。

信號強度RSSI定位

RSSI（信號強度）定位是根據兩個設備之間信號強度在傳輸距離中的衰減程度進行距離估算的一種方式。以藍牙Beacon為例，藍牙Beacon是RSSI定位的一種，和網關單基站的定位方式不同，藍牙Beacon是三角測量的方案，即通過三個或三個以上的基站信號，交叉測算出更為精準的位置信息，可以是1m到3m不等。

二、AoA/AoD定位

DF（Direction Finding）測向定位包含到達角AoA（Angle of Arrival）和離開角AoD（Angel of Departure）定位算法，是在藍牙5.1標準時引入的定位方法，通過藍牙設備辨別發射節點信號的到達/發送方向，從而計算出接收器和發射器之間的相對角度或方位。

AoA是一種利用天線陣列和相位差來估計到達角度的方法，發射器使用單個天線發射信號，而接收器內置至少兩個天線陣列，當信號通過時，會因每個天線接收到的信號距離不同而產生相位差，進而計算出信號的方向。

AoD的原理相同，也是利用信號相位差從而計算角度。只不過是將發射器和接收器的角色進行了交換，發射器有多個天線，而接收器是單天線的，接收器使用角度相對發射器的位置就像迎角一樣，可以通過接收到的信號計算出來波的方向，進而定位。

理論上藍牙AoA/AoD定位精度可以做到亞米級（1m以內）。

信道探測CS定位

包含信道探測（Channel Sounding，簡稱為CS）功能的新版藍牙標準目前還未發布。但據了解，藍牙技術聯盟（SIG）在2022年11月公開技術規范草案（Change Request R02）中包含了該項技術，預計在2024-2025年正式發布，可能在藍牙5.5或藍牙6.0版本中進行更新。可從藍牙技術聯盟官網下載規范草案：點擊查看

信道探測以前被稱為高精度距離測量（HADM：High Accuracy Distance Measurement），是一種通過往返時間（RTT）和相位測量（PBR）來進行距離估算并相互修正，具備更高精度和更安全的防護機制的一種技術。

* 往返時間（RTT：Round-Trip Time）是指信號從發射器傳輸到接收器并再次返回所需的持續時間。

* 相位測距（PBR：phasebased ranging）是一種利用RF信號的相位變化從而確定距離的方式。在頻率f上，PBR測量信號通過距離D傳播時的相移來計算距離的。當使用兩個或多個不同頻率的信號時，可以測量信號之間的相位差來精確估計距離。

信道探測在2.4GHz頻段上定義了79個射頻物理信道，實際使用72個。如下表：

從上表中可以看出CS物理信道的定義與經典藍牙79個物理信道相同，未實際使用的7個信道均是或靠近低功耗藍牙主廣播物理信道（2402/2426/2480MHz），為了避免干擾而未被使用。

當使用信道探測估計距離時，兩臺設備分別是發射器和接收器，這兩臺設備通過72個RF物理信道交換信息，首先由發射器發射信號（Iinitiator）和接收器完成簡單時間同步，然后由接收器在不修改相位的情況下反射信號（Reflector），在完成多個頻率為fi的傳輸時，Initiator測量發射信號和接收信號之間的相位變化，并進行算法估計，在這種交替的發射和接收過程中實現精確的距離測量。

與RSSI和AoA/AoD相比，CS未來如何？

下圖將上述三種技術的特點進行了對比：

總的來說，CS相較于RSSI而言，定位精度提升明顯，理想狀態下CS的定位精度可以做到1m以內；此外，CS和RSSI相比穩定性提升了非常多，因為RSSI定位是基于信號強度，信號強度不穩定，定位也就不穩定。

CS相較于AoA/AoD而言，最大的優勢是不需要增加陣列天線，CS是一種相位雷達模式，單天線就可以實現。

另外，CS提供增強的內置安全功能，可以降低“中間人”攻擊風險。在使用RSSI、AoA/AoD技術進行距離測量時，極易遭受“中間人”攻擊，是因為這些技術通過信號強度來推斷距離，因此，如果有攻擊者能夠人為地增強信號，接收設備就會檢測到更強的信號并據此判斷目標更近。而藍牙信道探測基于相位的測距算法和鏈路層數據加密過程可以防止中繼攻擊。

可以推測，未來藍牙信道探測在高精度定位服務中將會扮演重要角色。

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