Bluetooth Long Range ermöglicht RTLS-Einsätze an großen Standorten

Bei der Betrachtung von Bluetooth-basierte Echtzeit-Ortungssysteme (RTLS) in Erwägung zieht, geht man in der Regel davon aus, dass sie nur mittelgroße bis kleine Bereiche abdecken können. Bluetooth 5 bietet eine neue Funktion, mit der der Status quo überdacht werden kann und die es ermöglicht, große Standorte mit viel weniger Hardware-Infrastruktur abzudecken, bis hin zu Anlagen, die im Freien geortet werden.

Bluetooth für RTLS

Mit seiner Einführung im Jahr 2017 Bluetooth Low Energy 5 wurde eine deutliche Verbesserung gegenüber Bluetooth 4 in Bezug auf die Reichweite eingeführt, so dass Sender und Empfänger sogar bis zu 200 Meter entfernt sein können. Aber das war noch nicht alles. Zwei neue physikalische Schichten (PHY) von Bluetooth 5 zielen darauf ab, die spezifischen Anforderungen von RTLS-(Real-time Location Systems) und IoT-Anwendungen zu erfüllen, die erhebliche Auswirkungen auf die Branche und ihre Wahrnehmung haben.

Wie lang ist die Bluetooth Long Range?

In einer Welt vor Bluetooth 5 war es zur Erhöhung der Reichweite erforderlich, die Ausgangsleistung des Senders zu erhöhen. Die Idee hinter Long Range ist, die Datenbits des Signals so zu kodieren, dass sie vom Empfänger leichter zu interpretieren sind.
Bluetooth 5 fügte zwei neue physikalische Schichten (PHY) in seinen Protokollstapel ein. Die eine mit der Bezeichnung "LE 2M PHY" ermöglicht höhere Datenraten, da sie mit 2 Ms/s arbeitet. Der andere, LE Coded PHY", ermöglicht eine größere Reichweite von bis zu 1.300 Metern, daher die AbkürzungBLE Long Range". Die vorgenannte Reichweite wurde gemessen und bestätigt von Nordic Semiconductors in ihrer umfangreichen Studie über ihren nRF52840-Chip

Wie wird das gemacht?

Um eine große Reichweite zu erzielen, gibt es zwei Schemata zur Kodierung der Datenbits, die die reguläre Datenrate durch 2 bzw. durch 8 teilen. Dies führt zu einer Reduzierung von 1Mbit/s auf 500Kbit/s bzw. 125Kbit/s. Für jedes Schema wird eine andere Anzahl von Symbolen verwendet, um 1 Bit darzustellen, daher die Bezeichnungen S=2 und S=8, wobei die Ziffer für die Anzahl der Symbole pro Datenbit steht. Dadurch ist der Datenstrom leichter zu interpretieren und weniger fehleranfällig für den Empfänger, was sich auf die Reichweite auswirkt.

Das alles hat jedoch seinen Preis. Um ein Signal weiter weg zu senden, müssen buchstäblich mehr Daten übertragen werden. Im Falle des S=8-Schemas bedeutet dies, dass zum Senden von 8 Bit Daten 64 Bit Daten übertragen werden müssen. Dies bedeutet eine längere Funkeinschaltzeit und einen höheren Energieverbrauch, was bei der Auswahl der Technologie berücksichtigt werden muss.

RTLS-Anwendungen

Für große Standorte, selbst bei Anlagen, die im Freien betrieben werden, ist die größere Reichweite der wichtigste Faktor. Die Vorteile von Bluetooth Long Range zeigen sich jedoch nicht nur in der größeren maximalen Entfernung zwischen Sender und Empfänger, sondern auch in der verbesserten Fähigkeit, Wände und andere Hindernisse zu durchdringen. Für große Industrieumgebungen, in denen RTLS-Lösungen oft eingesetzt werden, ist dies eine echte Veränderung. Ubudu hat die Bluetooth 5 Technologie bereits in seine Produkte implementiert und gibt seinen Kunden die Möglichkeit, davon zu profitieren.

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