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技術情報
進化し続ける「Bluetooth」がバージョン5.1へ

技術・調査委員会 松村直哉

突然ですが「うどん」と聞いて何を思い浮かべるでしょうか?

私も初めて「うどん」の単語の連発を聞いた時に驚いたのですが、それは、Appleのワイヤレスヘッドホン「AirPods」のことです。装着時に耳からうどんの切れ端がでているように見えるため「うどん」と呼ばれているそうなのです。

AirPodsについては、Appleの公式サイトを参照ください。

https://www.apple.com/jp/airpods/

今回は、この「うどん」のヘッドホンに使われている「Bluetooth」の最新情報について取り上げてみます。

AirPodsにも多く使われていますが、iPhoneからAudio用コネクタが消えてから「Bluetoothヘッドホン」の利用率がぐんと上がったように思えます。 私自身、電車通勤には欠かせないアイテムとなっています。

 街中でのBluetooth普及率はここ数年で相当上がっており、混み合った駅構内で2.4GHz帯を計測すると40チャネルほどあるBluetoothのチャネルがほぼ全部使われていることが観測できるそうです。

Bluetooth測位システム、「RTLS」と「IPS」

ヘッドホンやマウス、キーボードなどの一般的なデバイス接続の他に、Bluetoothでは位置測位機能が提供されています。

Bluetoothを活用した測位システムには「リアルタイム位置情報システム(RTLS)」と「屋内測位システム(IPS)」があります。

前者のRTLSは専用のBluetoothタグから送信された信号をロケーターと呼ばれる受信機で受信します。この時、ロケーターは複数設置され、ロケーションエンジンという集中管理サーバーに情報が集約されます。ロケーターで受信されるRSSI値(受信信号レベル)を三辺測量によってより精度の高い位置情報へと計算します。

このRTLSに分類される製品としては「Quuppa」があります。詳細はベンダーのHPと以下のYoutube動画を参照してください。

https://quuppa.com/

https://www.youtube.com/watch?v=nKXXfshFllw

後ほど述べる「Bluetooth 5.1」で採用されているAoA(Angle-of-Arrival)技術を既に実現しているようです。詳細は以下を参照してください。

https://quuppa.com/technology/overview/

後者のIPSはロケータービーコンと呼ばれるアクセスポイントを屋内施設に設置します。そのロケータービーコンから送信される信号をスマートフォンにより受信し、スマートフォンの位置を測位します。その際、スマートフォン側には専用のアプリをインストールする必要があり、このアプリとロケータービーコンを管理するサーバーにより位置測位の精度を向上させるものです。

RTLSと異なりIPSはショッピングモールなど来場者のスマートフォンの位置を特定するものになります。このIPS技術を採用しているものが以下の「MIST」になると思います。

MISTの場合はロケーターを管理するサーバーはクラウドサービスとして提供され、採取した位置情報をAIによりさらに精度を上げるというものです。

詳細は以下のMISTのサイトを参照してください。

https://www.mist.com/bluetooth-le-and-beacons/

Bluetooth 5.1で提供される新たな位置情報技術

これまで解説した位置測位技術は既に実現されたものになります。今回、「Bluetooth 5.1」ではAngle of Arrival(AoA)とAngle of Departure(AoD)という技術が採用されています。英文ではありますが、以下のHPからBluetooth 5.1の概要ドキュメントをダウンロードすることができます。

https://www.bluetooth.com/bluetooth-resources/bluetooth-core-specification-v5-1-feature-overview/

英語ですがAoAとAoDについては以下の動画で紹介されているので参照ください。

https://www.youtube.com/watch?v=c3XqbEKmNcM

また、実際にBluetooth5.1に対応したモジュールも2019年2月に展示会に出品されていたようです。詳細については以下を参照してください。

https://eetimes.jp/ee/articles/1903/01/news070.html

Bluetooth5.1の登場によりこれまで位置精度が数メートルだったものが10cm程度に向上するようです。 これにより、人の動線や、倉庫内での荷物が移動した際のトレーシングなど、利用用途がさらに広がるものと思います。

話が古くなって恐縮ですが、2000年当初、Bluetoothは過去のRS-232-Cなどのシリアルインタフェースを1ドルのチップセットで実現できる、という期待のテクノロジーでした。最初はマウスやキーボードなどに採用され、現在ではワイヤレスを主導するAppleによって新しいステージを迎えました。

今後、Bluetooth 5.1によって高精度の位置測位を実現するシステムが登場し、さらに新しいステージへと向かうかも知れません。


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