Bluetooth LE 5.1终端普及将至，手机厂商生态圈会是“寻向”破局关键？

低功耗蓝牙作为一个控制器（controller）在蓝牙核心规范4.0发布之时首次加入到核心规范版本当中，距今已经有将近十年之久。蓝牙技术联盟（Bluetooth Special Interest Group, 简称SIG）在2019年1月29日发布了最新的蓝牙核心规范5.1，其中最为重要的更新就是宣布推出全新“寻向功能” （direction finding），该功能能够为基于位置服务的蓝牙解决方案带来显著的性能提升。

蓝牙技术联盟亚太区开发者关系经理任凯

与传统蓝牙相比，蓝牙LE与可穿戴设备更为适配。蓝牙技术联盟亚太区开发者关系经理任凯在接受华强电子网采访时表示：“在可穿戴设备领域，低功耗蓝牙占有非常大的比重。可穿戴设备作为需要日常使用的设备，无论是重量还是外形尺寸，都需要小巧且便于携带。要保持产品的小型化、轻量化，且功耗低的特性为可穿戴设备的设计带来了切实的改变。采用了低功耗蓝牙的可穿戴设备，通常只需要使用非常小型化的电池就可以使产品工作数月之久。此外，低功耗蓝牙在智能手机和平板电脑的高普及率，也使得可穿戴设备能够借助低功耗蓝牙的连接与智能手机和平板电脑进行数据交互。”

具体而言，蓝牙LE相比传统蓝牙主要有以下特点：

1、蓝牙LE的发送以及接收任务并不是持续保持连接，在发送完成后，Bluetooth LE会暂定发射信号，但仍保持接收，以等待下一次激活信号再次连接；

2、蓝牙LE的广播信道（为保证设备间网络不互相干扰而设置）只有3个，但使用了广播信道分散以及自适应跳频等技术，避免连接不稳定的情况；

3、蓝牙LE单次接周期短，完成扫描、建立链路、发送数据、认证和结束这个过程只需3ms；

4、蓝牙LE使用的数据包长度短，可应用于实时性要求较高，但对传输速率需求不高、数据量小的产品。比如无线键盘、智能手环等。

5、蓝牙LE无功率级别，一般的发送功率在+4dBm，空旷场所可达70m的传输距离；传统蓝牙有3个功率级别：Class1-3，分别支持100m、10m、1m的传输距离。

而另一方面，在蓝牙5.1规范中，为蓝牙LE新加入了“寻向功能”。作为蓝牙5.1规范最重要的更新，任凯表示：“蓝牙位置服务的日益普及创造了新市场需求。寻向功能不但能够满足这一需求，而且还能为蓝牙定位系统带来新的可能性。”而定位功能与可穿戴设备也同样十分匹配，无论是寻找丢失的TWS耳机、还是用智能手表获知自己所处室内方位，都能够起到革命性的体验提升。

事实上，在蓝牙5.1以前，蓝牙也有定位的应用。其采用的方法是根据蓝牙接收信号强度RSSI来判断设备的远近，需要至少三个设备一同参与。通过这种技术，定位系统在确定特定设备的位置时，其精度能够到达米级。这对于平面内，对精度不是很敏感的应用是足够的。但是对于有精确定位需求的场景，蓝牙就显得力不从心了。

因此，在蓝牙5.1当中，采用了两种不同的定位技术。一种是利用到达角（Angle-of-Arrival：AOA）测量技术，是通过测试发射器和接收器直接的到达方向然后通过三角定位获得发射器和目的物的方位与距离的技术，主要针对RTLS（实时定位系统）、物品追踪和地标信息。

另一种是是利用出发角（Angle of Departure：AOD）测量，也是利用信号相位差技术，主要是针对室内定位系统（IPS），它的工作原理是发射器在以阵列排布的有源天线之间切换时，发送特殊的数据封包，而接收器通过单一天线接收信号，然后从接收到的信号中获取IQ样本，在了解发射器内的天线排布后，通过数据计算得出信号的相对方向和距离，这个测向技术适合完成室内物品管理，物流、仓储等。

尽管近期新发布的蓝牙5.2 LE Audio的特性引起了不小关注，不过从目前来看，蓝牙5.1在智能手机以及可穿戴设备上的应用才刚刚起步。2019年9月26日，华为发布了全球首款蓝牙/蓝牙LE 双模5.1可穿戴芯片麒麟A1，同期发布的Mate 30系列手机也支持蓝牙5.1规范，正式拉开了蓝牙5.1普及的序幕。

今年开始，手机厂商推出的新品开始广泛搭载蓝牙5.1，但寻向功能实际上还没有明显的应用。同时，苹果去年9月发布的iPhone11系列搭载了另一种室内定位技术——UWB。虽然与蓝牙5.1的寻向功能一样，暂时还没有明显的应用，但也这反映出终端厂商都在纷纷布局寻向定位的功能，为即将到来的需求爆发作准备。

据了解，目前UWB主要在B端应用较多，但随着三星、索尼、苹果等消费终端设备厂家的入局，有可能能快速建立完整的生态系统。UWB技术虽然具备较多优势，但是该项技术2016年才兴起，仍处于导入期。因此产业链仍不成熟，整体部署费用高，特别是基础架构，且技术标准尚未统一，生态系统不够完善。

而蓝牙LE作为一项普及性技术，其开放性、设备体量、成本都具有明显优势。同时，借助手机厂商建立的生态圈，能够在短时间内占领相当的定位市场。并且依靠可穿戴设备，与智能手机、智能楼宇、车辆等多种智能场景有机融合，蓝牙LE 5.1的特性将会激发出更多创新。

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