สร้างโซลูชันการสร้างขอบเขตแบบไร้สายที่แม่นยำยิ่งขึ้นสำหรับการติดตามผู้ติดต่อ

ระยะไร้สายสามารถให้ตัวเปิดใช้งานที่สำคัญสำหรับการติดตามผู้ติดต่ออัตโนมัติเพื่อช่วยระบุและวิเคราะห์การระบาดของโรคติดต่อเช่น COVID-19 ที่สามารถติดต่อได้โดยการสัมผัสใกล้ชิด วิธีการที่หลากหลายแบบทั่วไปโดยใช้บลูทูธพลังงานต่ำ (BLE) สามารถให้ข้อมูลที่ถูกต้องในทางทฤษฎี แต่ข้อจำกัดในทางปฏิบัติของการส่งสัญญาณความถี่วิทยุ (RF) อาจส่งผลต่อความแม่นยำนั้น เนื่องจากความต้องการวิธีการที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นในการช่วยควบคุมการแพร่กระจายของ COVID-19 นักพัฒนาจึงมองหาทางเลือกอื่นนอกเหนือจากวิธีการแบบเดิมเพื่อให้มีความแม่นยำสูงสุด ในขณะที่ยังคงรักษาสมดุลระหว่างต้นทุนและความง่ายในการใช้งาน

เพื่อตอบสนองความต้องการเหล่านี้ โซลูชันซอฟต์แวร์ได้รับการพัฒนาโดยไดอะล็อกเซมิคอนดักเตอร์ ที่ใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยี BLE และโครงสร้างพื้นฐานที่มีอยู่และปรับใช้ในปัจจุบัน เมื่อนำไปใช้ในการอัปเกรดซอฟต์แวร์เป็นอุปกรณ์ BLE system-on-chip (SoC) ของบริษัทแล้ว โซลูชันนี้จะช่วยให้ระบบไร้สายแบบเรดาร์มีความแม่นยำมากขึ้น

บทความนี้อธิบายวิธีการทำงานของการติดตามผู้ติดต่อ จากนั้นจะแนะนำอุปกรณ์ Bluetooth และซอฟต์แวร์เสริมจาก Dialog Semiconductor ซึ่งนำเสนอโซลูชันที่แม่นยำยิ่งขึ้นสำหรับการนำระบบไร้สายที่แม่นยำมาใช้ตามข้อกำหนดสำหรับการติดตามสัญญาและแอปพลิเคชันการตรวจจับระยะใกล้อื่นๆ

เหตุใดการติดตามผู้สัมผัสจึงมีความสำคัญในการยับยั้ง COVID-19

การจำกัดการแพร่กระจายของโรคติดต่อเป็นรากฐานสำคัญของระบาดวิทยาและมีความสำคัญอย่างยิ่งในการจัดการสุขภาพของประชากรที่เผชิญกับไวรัสชนิดใหม่ เช่น โรคทางเดินหายใจเฉียบพลันรุนแรง coronavirus 2 (SARS-CoV-2) ซึ่งเป็นสาเหตุของโรค COVID-19 หนึ่งในเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพที่สุดในการลดการระบาดคือการใช้แนวทางปฏิบัติในการติดตามผู้สัมผัส

โดยหลักการแล้วการติดตามผู้ติดต่อฟังดูตรงไปตรงมา: ระบุและแจ้งบุคคลที่เพิ่งเข้าใกล้บุคคลที่ติดเชื้อและอาจติดเชื้อ ในทางปฏิบัติ เวิร์กโฟลว์การติดตามผู้ติดต่อค่อนข้างเกี่ยวข้อง โดยทั่วไปแล้วอาศัยเจ้าหน้าที่เคสจำนวนมากในการสัมภาษณ์บุคคลที่ติดเชื้อ และเพื่อแจ้งและช่วยเหลือผู้ที่อาจเสี่ยงต่อการติดเชื้อที่ตามมา (รูปที่ 1) เมื่อบุคคลที่ได้รับแจ้งเหล่านี้จำกัดการติดต่อกับผู้อื่นเพิ่มเติม ห่วงโซ่การแพร่เชื้อไวรัสจะหยุดชะงัก

รูปที่ 1: ศูนย์ควบคุมและป้องกันโรค (CDC) แนะนำเวิร์กโฟลว์การติดตามผู้ติดต่อที่สร้างจากรายชื่อผู้ติดต่อที่ผู้ติดเชื้อให้มาเพื่อแจ้งบุคคลที่อาจต้องกักตัวเองในช่วง 14 วันที่แนะนำสำหรับ COVID สมมุติ -19 การติดเชื้อ (ที่มาของภาพ: CDC)

ความจำเป็นในการระบุอย่างรวดเร็วและการแจ้งเตือนถึงการติดเชื้อที่เป็นไปได้นั้นมีความสำคัญเป็นพิเศษสำหรับ COVID-19 ซึ่งนักวิจัยยังคงทำงานเพื่อทำความเข้าใจรูปแบบการแพร่เชื้อและการติดเชื้ออย่างเต็มที่ ข้อเท็จจริงที่เกี่ยวข้องทางการแพทย์เบื้องต้นเกี่ยวกับโควิด-19 ได้รับการพัฒนาขึ้นเมื่อไม่นานนี้เอง ตัวอย่างเช่น หลายเดือนหลังจากระบุไวรัส SARS-CoV-2 นักระบาดวิทยายืนยันว่าการแพร่เชื้อไวรัสเป็นไปได้โดยผู้ติดเชื้อที่ยังไม่แสดงอาการ COVID-19 [Furukawa]¹ .

ด้วยความเข้าใจว่าการแพร่กระจายแบบไม่แสดงอาการประเภทนี้เป็นไปได้ การติดตามผู้ติดต่อตั้งแต่เนิ่นๆ จึงมีความสำคัญยิ่งในการชะลอการแพร่กระจายของการระบาดใหญ่ของ COVID-19 โดยใช้วิธีการสร้างแบบจำลองทางระบาดวิทยามาตรฐาน CDCCOVIDTracer เครื่องมือสเปรดชีตแสดงให้เห็นถึงผลกระทบของการติดตามการติดต่อในช่วงต้นกับกรณีรายวันในประชากรที่เป็นตัวแทน 100,000 คน (รูปที่ 2)

รูปที่ 2: แบบจำลอง CDC แสดงให้เห็นว่าการใช้กลยุทธ์ต่างๆ สามารถทำให้เส้นโค้งเรียบสำหรับกรณีใหม่ที่พบในระยะเวลาหนึ่งปีในประชากร 100,000 คนได้อย่างไร เส้นประสีแดงแสดงถึงจุดเริ่มต้นของกลยุทธ์การติดตามผู้ติดต่อแต่ละรายการ (ที่มาของภาพ: CDC)

ดังที่แสดงในรูปที่ 2 ระยะของการระบาดอาจแตกต่างกันอย่างมากขึ้นอยู่กับทางเลือกของหนึ่งในสามกลยุทธ์การติดตามการติดต่อที่แตกต่างกัน:

• กลยุทธ์ที่ 1: เริ่มการติดตามการติดต่อกับบุคคลเฉพาะหลังจากที่บุคคลนั้นแสดงอาการ COVID-19 แล้ว (ในรูปแบบนี้ 7 วันหลังจากติดเชื้อตามการศึกษาวิจัย)
• กลยุทธ์ที่ 2: เริ่มการติดตามการติดต่อทันทีเมื่อผู้ติดเชื้อแสดงอาการเป็นครั้งแรก (6 วันหลังการติดเชื้อ)
• ยุทธศาสตร์ที่ 3: เริ่มการติดตามผู้สัมผัสทันทีเมื่อการทดสอบ COVID-19 ระบุบุคคลที่ติดเชื้อ แต่ก่อนที่บุคคลนั้นจะแสดงอาการ (4 วันหลังการติดเชื้อ เมื่อการแพร่กระจายที่ไม่มีอาการเป็นไปได้ตามการศึกษาวิจัย)

แม้ว่าการติดตามผู้ติดต่อจะเริ่มขึ้นทันทีที่บุคคลติดเชื้อ (กลยุทธ์ 3) จำนวนผู้ทำงานเคสที่จำเป็นในการดำเนินการติดตามผู้ติดต่อสามารถเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว โมเดล CDC แสดงให้เห็นถึงการเติบโตของพนักงานที่จำเป็นสำหรับผู้ติดต่อโดยเฉลี่ย 5 รายต่อผู้ติดเชื้อรายหนึ่งราย ("ล่าง" ในรูปที่ 3) และสำหรับผู้ติดต่อเฉลี่ย 20 รายต่อเคส ("บน" ในรูปที่ 3)

รูปที่ 3: โมเดล CDC แสดงให้เห็นว่าการใช้กลยุทธ์ที่แตกต่างกันสามารถลดจำนวนผู้ทำงานเคสที่จำเป็นในการดำเนินการติดตามผู้ติดต่อได้อย่างไร โดยสมมติว่ามีผู้ติดต่อโดยเฉลี่ยห้ารายต่อเคส ("ล่าง") หรือผู้ติดต่อ 20 รายต่อเคส ("บน") (ที่มาของภาพ: CDC)

ข้อกำหนดสองประการสำหรับการติดตามผู้ติดต่อโดยเร็วที่สุดและขนาดพนักงานที่เพียงพอได้ผลักดันความพยายามในการค้นหาโซลูชันทางเทคโนโลยีเพื่อระบุและติดต่อบุคคลที่อาจเข้าใกล้บุคคลที่ติดเชื้อ แทนที่จะกำหนดให้บุคคลที่ติดเชื้อจำผู้ติดต่อและพนักงานเคสเพื่อติดตามผู้ติดต่อเหล่านั้น โซลูชันทางเทคโนโลยีที่เหมาะสมสามารถบันทึกอินสแตนซ์ของบริเวณใกล้เคียงอย่างใกล้ชิดกับผู้อื่นที่อาจใช้เทคโนโลยีเดียวกันได้โดยอัตโนมัติ ในความเป็นจริง วิธีการนี้สามารถเสนอกลยุทธ์ที่สี่ที่สามารถเริ่มต้นการติดตามการติดต่อย้อนหลังกับบุคคลที่พบในวันที่ 0 เมื่อการวิจัยทางการแพทย์ชี้ให้เห็นว่าผู้ที่ติดเชื้อเองจะติดโรคจากบุคคลที่ติดเชื้ออื่น ๆ ดังที่แนะนำในรูปด้านบน การแจ้งเตือนผู้ติดต่อก่อนหน้านี้สามารถทำให้เส้นโค้งของทั้งกรณีรายวันและเจ้าหน้าที่ที่จำเป็นแบนราบลงอย่างมาก

เนื่องจากความพร้อมใช้งานอย่างแพร่หลายบนสมาร์ทโฟนและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เคลื่อนที่ส่วนบุคคลอื่นๆ บลูทูธจึงกลายเป็นเทคโนโลยีทางเลือกสำหรับการติดตามผู้ติดต่ออัตโนมัติในทันที เกิดขึ้นอย่างรวดเร็วในฐานะรากฐานสำหรับแอปบนอุปกรณ์เคลื่อนที่ซึ่งได้รับการพัฒนาโดยความร่วมมือจากผู้ผลิต กลุ่มการแพทย์ และองค์กรภาครัฐ อย่างไรก็ตาม ในการศึกษาประสิทธิภาพของแอพเหล่านั้น ข้อจำกัดของ Bluetooth นำไปสู่ผลลัพธ์ที่น่าผิดหวัง

เหตุใดการติดตามผู้ติดต่ออัตโนมัติด้วย Bluetooth จึงน่าผิดหวัง

โดยหลักการแล้ว เทคโนโลยี Bluetooth น่าจะเป็นทางออกที่ดีสำหรับการติดตามผู้ติดต่อแบบอัตโนมัติ ความแพร่หลายช่วยให้มั่นใจถึงความพร้อมใช้งานในวงกว้างในฐานะแพลตฟอร์มการจัดส่ง และความสามารถของมันดูเหมือนจะเป็นไปตามข้อกำหนดพื้นฐานสำหรับแอปบนอุปกรณ์เคลื่อนที่ที่มีจุดประสงค์เพื่อบันทึกอินสแตนซ์ที่ใกล้ชิดกับบุคคลอื่นโดยใช้เทคโนโลยีเดียวกัน

การบันทึกอินสแตนซ์ผู้ติดต่อต้องมีข้อมูลอย่างน้อยสองส่วน: ระยะทางไปยังผู้ติดต่อและ ID ที่ไม่ซ้ำกันทั่วโลกบางส่วนที่เกี่ยวข้องกับผู้ติดต่อ โดยทั่วไปแล้วจะใช้เป็นค่าสุ่มที่เปลี่ยนแปลงบ่อยครั้ง ID เฉพาะนี้ถูกใช้โดยซอฟต์แวร์แอปพลิเคชันระดับสูงเพื่อแจ้งผู้ติดต่อในขณะที่รักษาความเป็นส่วนตัว โดยใช้วิธีการต่างๆ นอกเหนือขอบเขตของบทความนี้

โปรโตคอลการโฆษณาบลูทูธมีกลไกที่มีอยู่เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดพื้นฐานเหล่านี้ โปรโตคอลการโฆษณาที่จัดให้เป็นคุณสมบัติมาตรฐานของสแต็คโปรโตคอล Bluetooth ช่วยให้อุปกรณ์สามารถส่งเพย์โหลดขนาดเล็กได้เป็นระยะ เช่น ID เฉพาะที่มีการใช้พลังงานน้อยที่สุด อุปกรณ์ที่ได้รับแพ็กเก็ตโปรโตคอลการโฆษณายังได้รับค่าตัวบ่งชี้ความแรงของสัญญาณ (RSSI) ที่ได้รับ ซึ่งระบบย่อยวิทยุไร้สายส่วนใหญ่จะใช้เป็นตัววัดความแรงของสัญญาณสัมพัทธ์ในช่วง 0 ถึง 100 หรือขีดจำกัดบนอื่นๆ ที่กำหนดโดยผู้ผลิตอุปกรณ์ .

ตามทฤษฎีแล้ว เมื่อระยะห่างระหว่างเครื่องส่งและอุปกรณ์รับสัญญาณเพิ่มขึ้น ความแรงของคลื่นวิทยุที่เครื่องรับจะลดลงตามสัดส่วนกับระยะทางที่ยกกำลังสอง ดังนั้น ค่า RSSI ที่เกี่ยวข้องจะลดลงอย่างราบรื่นและซ้ำซากจำเจ

ในทางปฏิบัติ ความสัมพันธ์ระหว่าง RSSI และระยะทางอาจแตกต่างกันอย่างมากดังที่กล่าวไว้เมื่อหลายปีก่อน [Gao]² โดย Bluetooth Special Interest Group (SIG) ซึ่งเป็นองค์กรที่ดูแลการพัฒนา Bluetooth การสะท้อน การบล็อก และการรบกวนของสัญญาณสามารถเปลี่ยนแปลงความแรงของสัญญาณได้อย่างมาก ด้วยเหตุนี้ ความสัมพันธ์ระหว่าง RSSI และระยะทางอาจแตกต่างกันไปจากตัวอย่างหนึ่งไปยังอีกตัวอย่างหนึ่ง แม้ว่าตัวส่งและตัวรับจะยังคงอยู่กับที่ ในการศึกษาประสิทธิภาพของ Bluetooth RSSI สำหรับการติดตามผู้สัมผัสเมื่อเร็วๆ นี้ นักวิจัยพบว่า RSSI สามารถขึ้นหรือลงได้โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงในระยะห่างทางกายภาพระหว่างตัวส่งและตัวรับ ขึ้นอยู่กับวิธีที่ผู้ใช้ถือสมาร์ทโฟนหรือถูกป้องกันโดยร่างกายหรือ ทางสัญญาณวิทยุสะท้อน ปิดกั้น หรือดูดซับโดยโครงสร้างโดยรอบ [Leith]³ .

นักพัฒนาได้ใช้กลยุทธ์ที่แตกต่างกันเพื่อพยายามทำให้ความแปรปรวนใน RSSI ราบรื่น นอกจากการเฉลี่ยการวัด RSSI หลายรายการแล้ว ความพยายามในการปรับปรุงความแม่นยำของการวัดระยะทางโดยใช้ RSSI ยังใช้วิธีการกรองที่แตกต่างกันโดยมีความสำเร็จจำกัด ข้อเสนอการติดตามผู้สัมผัสอื่น ๆ ได้แนะนำให้ใช้เทคโนโลยีวิทยุอื่น ๆ เช่น ultrawideband (UWB) แต่ต่างจาก Bluetooth ตรงที่ไม่มีฐานการติดตั้งที่แพร่หลายซึ่งจำเป็นสำหรับการใช้แอพติดตามผู้ติดต่ออัตโนมัติอย่างแพร่หลายในทันทีเพื่อช่วยจัดการการระบาดของ COVID-19

ในทางตรงกันข้าม Dialog Semiconductor นำเสนอโซลูชันซอฟต์แวร์ที่ออกแบบมาเพื่ออัปเกรดโซลูชันฮาร์ดแวร์ Bluetooth อย่างง่ายดาย เพื่อให้มีช่วงไร้สายที่แม่นยำซึ่งจำเป็นสำหรับการติดตามผู้สัมผัสอย่างมีประสิทธิภาพ

การอัพเกรดระบบ Bluetooth บนชิปเพื่อการติดตามผู้ติดต่อที่แม่นยำ

ช่วงไร้สายของ Dialog Semiconductor (วีระ ) Software Development Kit (SDK) ทำงานร่วมกับDA1469x ตระกูลอุปกรณ์ BLE SoC เพื่อตอบสนองความต้องการที่แม่นยำด้วยเทคโนโลยี Bluetooth ที่มีอยู่ BLE SoC ของ Dialog Semiconductor ได้รับการออกแบบมาเพื่อตอบสนองความต้องการสำหรับผลิตภัณฑ์มือถือที่หลากหลาย ผสานรวมและอาร์ม® Cortex®-M33 และระบบย่อยวิทยุ Bluetooth 5 แบบสมบูรณ์พร้อมตัวควบคุมแบบ Arm Cortex-M0+ ในตัวและชุดอุปกรณ์ต่อพ่วงแบบครบวงจร (รูปที่ 4)

รูปที่ 4: กลุ่มผลิตภัณฑ์ BLE SoC ของ Dialog Semiconductor DA1469x รวมโปรเซสเซอร์โฮสต์ Arm Cortex-M33 ระบบวิทยุ Bluetooth 5 โดยเฉพาะกับ Arm Cortex-M0+ ของตัวเอง และชุดอุปกรณ์ต่อพ่วงที่ครอบคลุมซึ่งจำเป็นสำหรับผลิตภัณฑ์พกพาไร้สายทั่วไป (ที่มาของภาพ: Dialog Semiconductor)

เช่นเดียวกับแพลตฟอร์มที่รองรับ Bluetooth ตระกูล DA1469x ของ Dialog Semiconductor รองรับโหมดการโฆษณามาตรฐานที่ใช้เทคโนโลยีบีคอนที่ใช้ในการส่งข้อความเฉพาะสถานที่ในร้านค้าปลีก อย่างไรก็ตาม การใช้ WiRa SDK นั้น นักพัฒนาสามารถใช้โปรโตคอลที่เหมือนเรดาร์ เพื่อให้ได้ระดับความแม่นยำที่ไม่สามารถใช้ได้กับ Bluetooth RSSI แบบเดิมเพียงอย่างเดียว ที่สำคัญที่สุด ความสามารถเพิ่มเติมนี้สามารถปรับใช้กับอุปกรณ์ที่ใช้ DA1469x ที่มีอยู่ได้

ในแนวทางที่ได้รับการปรับปรุงสำหรับช่วงสัญญาณไร้สาย อุปกรณ์ Bluetooth จะใช้โปรโตคอล Dialog Tone Exchange (DTE) (รูปที่ 5)

รูปที่ 5: WiRa SDK ของ Dialog Semiconductor ใช้ระบบไร้สายเหมือนเรดาร์โดยใช้การแลกเปลี่ยนข้อมูล DTE ระหว่างอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อสองเครื่อง เครื่องหนึ่งให้บริการในบทบาท Bluetooth Central มาตรฐาน และอีกเครื่องหนึ่งในบทบาทอุปกรณ์ต่อพ่วง Bluetooth มาตรฐาน (ที่มาของภาพ: Dialog Semiconductor)

ในโปรโตคอลนี้ อุปกรณ์ Bluetooth จะเชื่อมต่อเป็นคู่โดยใช้บทบาท BLE Central และอุปกรณ์ต่อพ่วงแบบธรรมดา อุปกรณ์ส่วนกลางออกคำขอเริ่มต้น DTE ทำให้อุปกรณ์ทั้งสองซิงโครไนซ์ จากนั้นในช่วงที่ไม่ได้ใช้งาน BLE จะส่งเสียง DTE ตามระยะเวลาที่กำหนดและที่ชุดความถี่ที่กำหนดไว้ล่วงหน้า ในทางกลับกัน ระบบย่อยวิทยุของอุปกรณ์แต่ละเครื่องจะทำการสุ่มตัวอย่างที่มีความละเอียดสูงของโทนเสียงที่ได้รับ และให้สัญญาณเอาต์พุตในเฟสและพื้นที่สี่เหลี่ยมจัตุรัส (IQ) การใช้ตัวอย่าง IQ แต่ละอุปกรณ์จะคำนวณเฟสสำหรับความถี่การระเบิดแต่ละครั้ง (เรียกว่า "อะตอม") ซึ่งจะสร้างโปรไฟล์ความถี่เฉพาะสำหรับอุปกรณ์นั้น

หลังจากแลกเปลี่ยนโปรไฟล์ความถี่เฉพาะอุปกรณ์กับคู่ของมันแล้ว อุปกรณ์แต่ละเครื่องจะใช้ข้อมูลนั้นในการคำนวณระยะทางโดยใช้หนึ่งในสองวิธีที่ WiRa SDK รองรับ ในวิธีการแปลงฟูเรียร์แบบเร็วผกผัน (IFFT) การคำนวณ IFFT จะเปลี่ยนข้อมูลโปรไฟล์ความถี่เป็นโดเมนเวลา และแมปการหน่วงเวลาที่เกี่ยวข้องกับการตอบสนองอิมพัลส์สูงสุดเป็นการวัดระยะทาง

ในวิธีการแบบอิงเฟส การคำนวณจะใช้ข้อมูลเฟสต่ออะตอมของอุปกรณ์ทั้งสองเพื่อค้นหาความแตกต่างของเฟส เมื่อใช้ผลลัพธ์เหล่านี้ การคำนวณจะจับคู่ความต่างเฟสเฉลี่ยกับระยะทาง (D) ในหน่วยเมตร (ม.) ตามสมการที่ 1:

สมการที่ 1

ที่ไหน:

𝑐 = ความเร็วแสงเป็นเมตรต่อวินาที (m/s)

∆𝜑 = ความต่างเฟสเป็นเรเดียน

∆𝑓 = ความแตกต่างของความถี่เป็นเฮิรตซ์ (Hz)

𝑁 = จำนวนอะตอม

แม้ว่ากลไกพื้นฐานและการคำนวณจะค่อนข้างซับซ้อน Dialog Semiconductor ช่วยให้นักพัฒนาประเมินแนวทางนี้และนำไปใช้ในการออกแบบของตนเองได้ง่าย นักพัฒนาสามารถเสียบชุดพัฒนาไร้สาย DA14695 ของ Dialog Semiconductor (DA14695-00HQDEVKT-RANG ) ลงในพอร์ต USB ของคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล และเริ่มสำรวจฟังก์ชันการทำงานแบบไร้สายได้ทันทีโดยใช้ซอฟต์แวร์ตัวอย่างของบริษัท

ขึ้นอยู่กับไดอะล็อกเซมิคอนดักเตอร์DA14695 BLE SoC บอร์ดของชุดอุปกรณ์ไร้สายทำหน้าที่เป็นแพลตฟอร์มที่มีประสิทธิภาพสำหรับการนำซอฟต์แวร์ที่กำหนดเองไปใช้โดยสร้างจากซอฟต์แวร์ตัวอย่าง หรือใช้ชุดบริการไร้สาย WiRa SDK ในแอปพลิเคชันซอฟต์แวร์ที่กำหนดเอง

นอกจาก WiRa SDK แล้ว Dialog Semiconductor ยังมีตัวอย่างแพ็คเกจซอฟต์แวร์การเว้นระยะห่างทางสังคม ที่ใช้ระบบไร้สายที่ได้รับการปรับปรุงด้วย DTE และจัดเตรียมชุดซอฟต์แวร์รูทีนที่เกี่ยวข้อง ซึ่งรวมถึงวิธีการวัดระยะทางแบบอิง IFFT และแบบเฟส ตัวอย่างเช่น รูทีนการคำนวณตามเฟส cwd_calc_distance() ที่แสดงในรายการที่ 1 เป็นการนำสมการการวัดระยะทางแบบอิงตามเฟสไปใช้อย่างตรงไปตรงมาที่แสดงด้านบน

คัดลอก
float cwd_calc_distance(float *init_phase_atom, float *refl_phase_atom)
{
    float *dd_phi = d_phi; /* reuse d_phi, or: float dd_phi[CWD_N_ATOM_MAX-1];*/
    float dd_phi_mean;
    int i;
 
    for (i = 0; i < cwd_parm.n_atom; i++)
    {
        /* phase "difference" between initiator and responder */
        d_phi[i] = init_phase_atom[i] + refl_phase_atom[i];
 
        if (i != 0)
        {
            /* phase difference between neighboring frequencies */
            dd_phi[i-1] = d_phi[i] - d_phi[i-1];
        }
    }
 
    unwrap_phase(dd_phi, cwd_parm.n_atom - 1, 1);
 
    /* average dd_phi */
    dd_phi_mean = 0;
    for (i = 0; i < cwd_parm.n_atom - 1; i++)
    {
        dd_phi_mean += dd_phi[i];
    }
    dd_phi_mean = dd_phi_mean / (cwd_parm.n_atom - 1);
 
    dd_phi_mean = wrap_to_two_pi(dd_phi_mean - CWD_PHASE_OFFSET);
 
    /* distance */
    return (dd_phi_mean * CWD_C_AIR/(4 * M_PI * cwd_parm.f_step * 1e6));
}

รายการ 1: รูทีนการคำนวณนี้เป็นการนำสมการการวัดระยะทางแบบอิงตามเฟสไปใช้อย่างตรงไปตรงมาที่แสดงด้านบน (ที่มาของรหัส: Dialog Semiconductor)

สรุป

ระยะไร้สายสามารถให้ตัวเปิดใช้งานที่สำคัญสำหรับการติดตามผู้ติดต่ออัตโนมัติเพื่อช่วยระบุการระบาดของโรคติดต่อเช่น COVID-19 แต่โปรโตคอล Bluetooth ทั่วไปล้มเหลวในการให้การวัดระยะทางที่แม่นยำตามที่ต้องการ

ในการแก้ไขปัญหานี้ โซลูชันซอฟต์แวร์จาก Dialog Semiconductor นำเสนอโซลูชันไร้สายแบบเรดาร์ที่แม่นยำยิ่งขึ้น ซึ่งสามารถนำไปใช้ในการอัปเกรดซอฟต์แวร์เป็นระบบที่ใช้อุปกรณ์ระบบบนชิปบลูทูธพลังงานต่ำของบริษัท วิธีนี้ช่วยปรับปรุงความแม่นยำในขณะที่มีค่าใช้จ่ายและเปิดใช้งานการปรับใช้อย่างรวดเร็วบนอุปกรณ์ที่ใช้งานอยู่ในปัจจุบัน

ข้อมูลอ้างอิง:

1. [ฟุรุคาวะ] หลักฐานสนับสนุนการแพร่กระจายของโรคทางเดินหายใจเฉียบพลันรุนแรง Coronavirus 2 ในขณะที่ไม่มีอาการหรือไม่แสดงอาการ
2. [เกา] ความใกล้ชิดและ RSSI
3. [ลีธ] การติดตามการติดต่อของ Coronavirus: การประเมินศักยภาพของการใช้ Bluetooth ที่ได้รับความแรงของสัญญาณสำหรับการตรวจจับระยะใกล้