bluetooth5.1

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方向探知機能

2019年1月下旬にBluetooth SIG(Special Interest Group)は、Bluetoothの位置情報サービスに新機能の「方向探知機能(「direction finding feature)」を追加したBluetooth 5.1を発表したとのニュースがありました。

Bluetooth SIGは、Bluetooth技術が高く評価される理由に、ワイヤレス接続における有効なソリューション(※1)を提供し続けていることを挙げています。

そのソリューションの一つに「位置情報サービス」があります。サービスの例としては、スマホの専用アプリとBluetoothで連携し、大切なもののありかを教えてくれたり置き忘れを知らせてくれたりするBluetoothトラッカーなどがあります。他にも商品の販売促進を目的に使用されるPOI(point of interest)(※2)情報、病院内の患者、工場やオフィスの従業員、倉庫の在庫品などの資産追跡に使用されるRTLS(Real Time Location System:リアルタイム位置情報システム)、ビーコンなどを活用してモールの買い物客、空港の旅行者の道案内などに使われるIPS(Indoor Positioning System:屋内測位システム)などがあります。

こうしたデバイスの位置を特定する測位システムに、方向探知機能が追加されることにより、例えば、紛失物を探す場合、今まではBluetoothシグナルの強度を計測して距離だけの判断だったものに方向が加わり、より正確に位置を特定できるようになります。さらにこれまでのメートル単位からセンチメートル単位での特定ができるようになるとのことです。

(※1)ソリューション(solution)は、日本語では「問題解決・解決方法」といった意味で、ここではワイヤレス接続に関する最適な解決法、効率的な処理を提供するということになります。

(※2)POI(point of interest)は、誰かが興味があると思った地図上の特定の場所・目標物(飲食店、観光名所、ホテル)を指します。室内の場合は、AED,自動販売機、ロッカー、トイレなどもPOIとなります。

AoA、AoD

今の追加された方向探知機能にはAoA(Angle of Arrival:到達角度)と AoD(Angle of Departure:放射角度)という2つの異なる方式が提供されています。各技術は、2つの通信装置のうちの1つが複数のアンテナアレイを有することを必要としています。AoA方式が使用されている場合は、アンテナアレイは受信デバイスに含まれている必要があり、AoD方式の場合は、送信側デバイスでアンテナアレイが必要となります。また、受信側デバイスのBluetooth Low Energy(BLE)コントローラーに、送信装置への指向角を計算するために使用するデータを生成する能力が加わります。

Bluetooth SIGは、新しい方向探知機能はBluetooth の近接通信ソリューションに活用でき、アイテムの探知とPOI(point of interest)情報ソリューションにおいてその性能向上が期待できと述べています。

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(Bluetooth Core Specification v5.1  Feature Overview https://www.bluetooth.com/bluetooth-resources/core-51?utm_campaign=location-services&utm_source=homepage&utm_medium=featured-resource&utm_content=core51-feature より)

その他の機能強化

その他に、GATT(Generic Attribute Profile)(※3)キャッシングの機能の向上、Advertising(アドバタイジング)(※4)の強化なども「Bluetooth Core Specification v5.1  Feature Overview」に示されています。こうした強化によって、ペアリングするための情報のキャッシュするプロセスが向上し、より高速にペアリングを行えるようになるそうです。さらに、新たに採用された「PAST:Periodic Advertising Sync Transfer(定期的なアドバタイジングと同期した転送)機能」により、アドバタイズのプロセス中に取得した同期の詳細をポイントツーポイントのBluetooth Low Energy接続で他のデバイスに渡すということが可能になるそうです。

(※3)GATT(Generic attribute profile:汎用アトリビュートプロファイル)とは、ROHM社の技術情報提供サイト「TechWeb IoT」には次のように説明されています。

ATT(アトリビュートプロトコル)を用いてデータを構造化する方法と、アプリケーション間でのやり取りの方法を定義します。

(ROHM  TechWeb IoT https://micro.rohm.com/jp/techweb_iot/knowledge/iot02/s-iot02/04-s-iot02/3469 より)

アトリビュート(Attribute)は属性と言われるものです。サーバーにある属性とやり取りするプロトコルがATT(Attribute Protocol)となります。さらに属性(Attribute)は「attribute handle」「attribute type」「Attribute Value」「Attribute Permission」の4つの値で構成されています。属性(Attribute)を集めたものがATTデータベースです。

(※4)Advertisingとは、weblioやIT用語辞典バイナリには「ネットワーク管理に必要な情報を定期的に送り出すこと」とあります。(https://www.weblio.jp/content/advertising参照)(https://www.sophia-it.com/content/advertising 参照)

BLE通信では、例えばスマートフォンにBeaconを認識させるために、Beaconから自身の情報を定期的に発信します。この動作をAdvertisingといいます。

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