基于 PAwR 的无连接蓝牙 LE 信道探测： scalable 与节能的测距

蓝牙核心规范 v6.0 引入 Channel Sounding (CS) 作为蓝牙低能耗 (BLE) 的标准化高精度测距基元。然而，标准 CS 用法仍依赖于每对 LE 异步连接逻辑传输 (LE ACL) 连接，这增加了初始化开销，限制了并行伙伴数量，并通过连接本身传输结果。我们提出一种无连接 CS 架构，将 LE CS Test 命令与 Periodic Advertising with Responses (PAwR) 结合。中央调度器、网关和同步的 Tag/Anchor 设备协调测量配置并在应用层聚合结果。每个设备从其设备索引和通过 PAwR 分发的对等点到点分配矩阵派生其角色、信道序列和响应时隙分配。确定性信道序列可防止并行 CS 程序中相同步骤的冲突，而矩阵更新可在 PAwR 子事件组内重新配置任意设备到设备的配对。紧凑的数据平面省略了可从共享测量配置中恢复的字段，约减少 69% 的序列化测距数据负载，使结果可通过 PAwR 响应时隙报告。在 Nordic nRF54L15 平台上进行的原型评估显示，确定性信道管理消除了在模拟稠密部署信道重叠下观察到的冲突引起的异常值。在 1 秒更新周期下，该架构相对于公平的连接基准减少 40-48% 的稳态活跃电量，并将每切换初始化开销约减少 98%。在每周期伙伴切换情况下，这些效应组合后，在 24 小时时间范围内可降低最高 88% 的总电量。经验性时序模型投射了在 4 个 CS 程序/设备/周期、37 个信道和单个天线路径的情况下，每 PAwR 列车可支持最高 16,384 个活跃设备的容量上限。