Bluetooth 6.0 พร้อมฟีเจอร์การวัดระยะทางอุปกรณ์ที่แม่นยำที่ใช้ Channel Sounding, ลด Latency, ปรับปรุงการสแกน และอื่นๆ

Bluetooth Special Interest Group (SIG) ประกาศเปิดตัว Bluetooth 6.0 Core Specification ซึ่งมาพร้อมกับฟีเจอร์และการปรับปรุงใหม่ ได้แก่ Bluetooth Channel Sounding สำหรับ Two-Way ranging การวัดระยะทางระหว่างอุปกรณ์ BLE, การกรองโฆษณาแบบตัดสินใจและการติดตามโฆษณาเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพในการสแกนอุปกรณ์, การปรับปรุง Isochronous Adaptation Layer (ISOAL) เพื่อลด Latency และเพิ่มความเชื่อถือได้, ชุดฟีเจอร์ LL ที่ขยายเพิ่ม, และการอัปเดตการจัดสรรพื้นที่เฟรมเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการส่งข้อมูล

Bluetooth 5.4 ที่เปิดตัวในเดือนกุมภาพันธ์ 2023 หรือประมาณ 18 เดือนที่ผ่านมา ได้มีการการอัปเดตเพียงเล็กน้อย โดยส่วนใหญ่เพิ่มการรองรับป้ายสินค้าอิเล็กทรอนิกส์ (ESL) แต่ Bluetooth 6.0 ถือเป็นการอัปเดตใหญ่ หนึ่งในฟีเจอร์หลักคือ Bluetooth Channel Sounding ที่ช่วยให้สามารถวัดระยะทางแบบ Two-Way ranging ระหว่างอุปกรณ์ Bluetooth LE สองเครื่องได้ นี่ไม่ใช่ครั้งแรกที่เราได้ยินเกี่ยวกับ “Bluetooth Channel Sounding” สำหรับการวัดระยะทาง เนื่องจากเคยถูกนำไปใช้ใน WiFi 7/6 และชิปเซ็ต Bluetooth 5.4 เช่น Synaptics SYN4382 และ Broadcom BCM47722 โดยใช้สเปกร่างของ Bluetooth

ฟีเจอร์หลักของและการปรับปรุงของ Bluetooth 6.0:

Bluetooth Channel Sounding ช่วยให้สามารถวัดระยะทางแบบ Two-Way ranging ระหว่างอุปกรณ์ Bluetooth LE สองเครื่องด้วยความแม่นยำที่ดีกว่าโซลูชัน “Find my device” ใ ในปัจจุบัน โดยเทคนิคนี้ใช้ Phased-Based Ranging (PBR) เพื่อให้สามารถวัดระยะทางระหว่างอุปกรณ์สองเครื่องได้อย่างแม่นยำ นอกจากนี้ยังมีวิธีวัดระยะทางสำรองที่เรียกว่า Round Trip Time (RTT) แทนที่จะใช้ RSSI ในโซลูชันรุ่นเก่า ซึ่งให้ความแม่นยำในระยะน้อยกว่าหนึ่งเมตร
Decision-Based Advertising Filtering ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการสแกนอุปกรณ์ Bluetooth โดยลดเวลาที่ใช้ในการสแกนแพ็กเก็ตข้อมูลได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การกรองโฆษณาแบบตัดสินใจจะช่วยให้อุปกรณ์สแกนใช้เนื้อหาของแพ็กเก็ตที่ได้รับบนช่องสัญญาณโฆษณาหลัก (primary advertising channel) เพื่อตัดสินใจว่าจะสแกนหาสัญญาณที่เกี่ยวข้องบนช่องสัญญาณรอง (secondary channels) หรือไม่ วิธีนี้ช่วยลดเวลาที่ใช้ในการสแกนช่องสัญญาณรองสำหรับแพ็กเก็ตที่อาจไม่มีข้อมูล PDUs ที่สำคัญสำหรับการใช้งาน ทำให้การสแกนมีประสิทธิภาพมากขึ้น
Monitoring Advertisers ถูกออกแบบมาเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการสแกนเช่นกัน โดยอาศัย Host Controller Interface (HCI) ในการติดตามว่าอุปกรณ์เคลื่อนเข้าและออกจากระยะการเชื่อมต่อเมื่อใด ระบบนี้ช่วยให้สามารถตรวจสอบสถานะของอุปกรณ์โฆษณา (advertisers) ได้อย่างมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น ทำให้การสแกนอุปกรณ์ที่อยู่ในระยะเป็นไปอย่างรวดเร็วและแม่นยำ
ISOAL Enhancement – หรือการปรับปรุง Isochronous Adaptation Layer (ISOAL) ช่วยให้สามารถส่งข้อมูลเฟรมขนาดใหญ่ในรูปแบบแพ็กเก็ตที่มีขนาดเล็กลงในเลเยอร์ลิงก์ และยังคงรักษาข้อมูลเวลา (timing information) ที่จำเป็นสำหรับการประมวลผลข้อมูลอย่างถูกต้องโดยอุปกรณ์รับ ISOAL สามารถสร้าง PDUs (Protocol Data Units) แบบที่มีเฟรม (framed) หรือไม่มีเฟรม (unframed) ได้ขึ้นอยู่กับตัวแปรบางอย่าง หากสร้าง PDUs แบบมีเฟรม อาจทำให้ Latency เพิ่มขึ้นได้ Bluetooth Core Specification เวอร์ชัน 6.0 ปรับปรุง ISOAL โดยกำหนดโหมดเฟรมใหม่ที่เพิ่มความน่าเชื่อถือและลดระยะเวลาการตอบสนอง (reduces latency) ที่เกิดขึ้นจากการสร้าง PDUs แบบมีเฟรม
LL Extended Feature Set – อุปกรณ์ที่รองรับ Bluetooth 6.0 สามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลเกี่ยวกับฟีเจอร์ของเลเยอร์ลิงก์ (link-layer features) ที่แต่ละอุปกรณ์รองรับได้
Frame Space Update ช่วยให้สามารถกำหนดระยะห่างระหว่างสตรีมไอโซโครนัส (isochronous streams) และเหตุการณ์การเชื่อมต่อ (connection events) โดยเพิ่มประสิทธิภาพการรับส่งข้อมูล (throughput) เวอร์ชันก่อนหน้าของ Bluetooth Core Specification กำหนดค่าคงที่ (T_IFS = 150 µs) สำหรับเวลาที่แยกการส่งแพ็กเก็ตที่อยู่ติดกันในเหตุการณ์การเชื่อมต่อหรือสตรีมไอโซโครนัสที่เชื่อมต่อ (CIS) แต่ใน Bluetooth 6.0 การกำหนดระยะห่างของเฟรม (frame spacing) ตอนนี้สามารถเจรจาต่อรองได้ ซึ่งอาจจะสั้นหรือยาวกว่าค่าคงที่ 150 µs ทำให้สามารถปรับเปลี่ยนการส่งข้อมูลให้มีประสิทธิภาพที่เหมาะสมกับการใช้งานมากขึ้น.

Bluetooth 6.0 PHY comparison — Bluetooth 6.0 เพิ่มการกำหนดค่าเลเยอร์กายภาพใหม่ที่เรียกว่า LE 2M 2BT เพื่อใช้กับ Bluetooth Channel Sounding

สามารถดาวน์โหลด Bluetooth Core Specification version 6.0 ได้จากเว็บไซต์ของ SIG แต่ถ้าคุณไม่อยากอ่านเอกสารที่มากถึง 3,816 หน้า สามารถดูภาพรวมของฟีเจอร์ต่างๆหรืออ่านภาพรวมทางเทคนิคเกี่ยวกับ Channel Sounding เพื่อทำความเข้าใจวิธีการทำงานได้ดียิ่งขึ้น

Silicon Labs ได้เปิดตัวBluetooth channel stack สำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์ไร้สาย xG24 (เช่น MCU Cortex-M33 ของ BG24 และ MG24) รวมถึง xG24-RB4198A radio board ราคา $45(~1,500฿) และ xG24-PK6036A Pro Kit ราคา $351(~12,000฿) ซึ่งสามารถโปรแกรมได้ด้วย Simplicity Studio Version 5 เพื่อให้การเริ่มต้นพัฒนาแอปพลิเคชันที่ใช้ฟีเจอร์ Bluetooth Channel Sounding ได้อย่างรวดเร็ว