Le Bluetooth SIG vient de mettre en ligne la Bluetooth Core Specification 5.1 avec l'ajout de la radiogoniométrie, une technique permettant de mesurer la direction du signal. De quoi réaliser une triangulation (en plus de la trilatération) pour améliorer la précision de la géolocalisation. On vous explique comment.

Il y a un peu plus de deux ans, le Special Interest Group (SIG) en charge du développement du Bluetooth présentait officiellement la version 5 de cette norme.

Dans les grandes lignes, elle promet une portée multipliée par quatre et un débit doublé par rapport au Bluetooth 4.2 Low Energy. Les premières puces sont rapidement arrivées et l'on trouve des smartphones et portables compatibles dans le commerce depuis plusieurs mois.

Le Bluetooth SIG annonce aujourd'hui la révision 5.1de la Bluetooth Core Specification avec l'ajout d'une option facultative : la radiogoniométrie. Cette technique permet de mesurer les angles des ondes radio. Elle n'est pas nouvelle – loin de là puisqu'elle date de la fin du XIXe siècle – et est notamment utilisée pour la géolocalisation.

Elle doit permettre de détecter la direction dans laquelle se trouve l'émetteur ou le récepteur Bluetooth, avec pour conséquence directe une précision accrue, qui peut descendre jusqu'au centimètre.

La géolocalisation déjà possible avec la trilatération

Les services de géolocalisation en Bluetooth ne sont pas nouveaux. La technique la plus simple consiste à repérer qu'un appareil se trouve dans la zone d'émission d'une balise. La précision est très approximative puisqu'elle correspond généralement à une sphère qui dépend de la topologie du lieu.

Pour l'améliorer, les terminaux peuvent utiliser une technique baptisée Received Signal Strength Indication (RSSI) : elle consiste à mesurer la puissance de réception du signal. On peut alors estimer la distance séparant l'émetteur et le récepteur, et ainsi réduire le rayon de la sphère.

Avec plusieurs sources, la trilatération est exploitable. Il s'agit d'une proche cousine de la triangulation, avec des distances à la place des angles. Elle est notamment utilisée par les systèmes de positionnement par satellites (GPS) et le Wi-Fi RTT (alias 802.11mc).

• Géolocalisation : focus sur le Wi-Fi RTT (802.11mc), pris en charge par Android 9 Pie

Le Bluetooth SIG rappelle que la trilatération permet déjà de proposer des services de proximité (trouver un objet ou un point d'intérêt) et de positionnement (suivi en temps réel ou guidage). Il ajoute par contre que la précision n'est pas suffisante pour des acteurs qui ont fait part de leur souhait de descendre au centimètre. 

La radiogoniométrie pour une précision centimétrique

C'est dans ce but que le Radio Direction Finder (RDF) ou radiogoniomètre/radiocompas a été ajouté dans le Bluetooth Core Specification 5.1. Comme son nom l'indique, il mesure l'angle du signal et donc la direction dans laquelle se trouve l'émetteur ou le récepteur. En plus de la trilatération, la connaissance de l'angle permet de réaliser une triangulation pour améliorer la précision et ainsi descendre au niveau centimétrique.

Deux méthodes sont possibles : mesurer l'angle d'arrivée (AoA) ou l'angle de départ (AoD). « Chacune des techniques nécessite que l’un des deux dispositifs soit équipé de plusieurs antennes : le réception avec la méthode AoA, l'émetteur avec l'AoD », explique le BT-SIG. Des détails techniques sont disponibles dans ce document et celui-ci. 

Afin d'assurer une interopérabilité entre les terminaux, le groupe affirme que de nouveaux profils dédiés à la radiogoniométrie « sont dans leur phase finale de développement et devraient être publiés prochainement », sans plus de détails sur le calendrier pour l'instant. Il y en aura notamment un pour la méthode AoA et un autre pour l'AoD.

Grâce à la radiogoniométrie, plusieurs pistes sont mises en avant par le SIG. Un utilisateur pourra non seulement savoir à quelle distance il se trouve d'un objet mais aussi dans quelle direction aller, pointer son téléphone vers une œuvre d'un musée pour obtenir des détails, obtenir un guidage précisément à l'intérieur des bâtiments, etc.

On imagine que les services de marketing local et autres solutions publicitaires s'y intéresseront.

Ce n'est que le début...

Sachez enfin que l'ajout de la radiogoniométrie n'est que « la première des nombreuses étapes de la feuille de route Bluetooth qui permettra, à terme, d'améliorer de manière décisive les services de localisation Bluetooth », mais nous n'en saurons pas davantage pour l'instant.