Les ingenieurs de positionnement en interieur sont confrontes a une question recurrente : faut-il deployer des Bluetooth Beacon ou des UWB tags pour votre systeme de localisation en temps reel ? La reponse n’est jamais simple, car les deux technologies resolvent des problemes chevauchants mais fondamentalement differents. Cet article les compare sur les dimensions qui comptent reellement en production — precision, portee, energie, cout, latence, densite et robustesse environnementale — en utilisant des specifications de silicium reelles et des donnees mesurees.
Nous avons precedemment couvert balise BLE vs RFID et balise BLE vs NFC. L’UWB est la troisieme technologie qui entre frequemment dans la comparaison, avec le plus grand ecart de performance et de cout par rapport au BLE.
1. Fondamentaux Technologiques
Le positionnement BLE s’appuie sur deux techniques : RSSI estime la distance a partir de la puissance du signal recu. Modele en espace libre : RSSI(d) = TX_power – 20·log10(d) – 20·log10(f) – 27.55. A 2,4 GHz : RSSI(d) = TX_power – 40 – 20·log10(d). En interieur : ±2-5 m a cause de 5-20 dB de perte non proportionnelle. AoA/AoD (BLE 5.1+) utilise des reseaux d’antennes et l’echantillonnage de phase CTE. Reseau 4 elements : 15-30° de resolution angulaire = 1,3-2,6 m a 5 m. 8 elements : 7-15° = 0,6-1,3 m.
L’UWB mesure via ToF. Impulsion 2 ns = resolution submetrique. TWR : le tag envoie poll, l’ancre repond, le tag mesure l’aller-retour. Distance = (T_round – T_reply)/2 × c. ±10-30 cm. TDoA : plusieurs ancres enregistrent le temps d’arrivee ; la difference definit une hyperbole. 4+ ancres = intersection.
2. Comparaison de Precision
| Methode | Tech | Typique | Meilleur | NLOS |
|---|---|---|---|---|
| RSSI | BLE | ±3-5 m | ±2 m | ±8-10 m |
| AoA(4) | BLE 5.1+ | ±1-2 m | ±0,5 m | ±3-5 m |
| AoA(8) | BLE 5.1+ | ±0,5-1 m | ±0,3 m | ±2-3 m |
| TWR | UWB | ±10-30 cm | ±5 cm | ±50-100 cm |
| TDoA | UWB | ±20-50 cm | ±10 cm | ±1-2 m |
Le decalage est structurel. BLE 2 MHz = 500 ns (150 m). UWB 500 MHz = 2 ns (60 cm). C’est de la physique, pas du firmware.
3. Comparaison de Portee
| Parametre | BLE(0dBm) | BLE(+8dBm) | UWB |
|---|---|---|---|
| TX | 0 dBm | +8 dBm | -41 dBm/MHz |
| Sens. | -93 dBm | -93 dBm | -100 dBm |
| Interieur | 10-30 m | 20-50 m | 10-25 m |
Avantage BLE : +8 dBm = 6,3 mW vs UWB limite a -41,3 dBm/MHz. Avec 500 MHz : EIRP UWB = -14,3 dBm (37 μW), 170× moins. 1000 m² : 4-6 ancres BLE vs 8-12 UWB.
4. Consommation Electrique
| Parametre | BLE(CR2032) | UWB(CR2032) | UWB(Li-ion) |
|---|---|---|---|
| TX | 4,6 mA | 14 mA | 14 mA |
| RX | 4,6 mA | 22 mA | 22 mA |
| Moyen | 16 μA | 113 μA | 117 μA |
| Duree | 1,6 ans | 81 j | 178 j |
UWB : TWR necessite TX+RX, DW1000 RX = 22 mA. BLE : TX seul (3 ms). C’est pourquoi BLE dure des annees et UWB des mois sur CR2032.
5. Comparaison de Couts
| Composant | BLE | UWB |
|---|---|---|
| Tag(1k+) | $3-8 | $15-35 |
| Ancre | $50-120 | $150-400 |
| Par 100m² | $50-300 | $300-1600 |
1000 tags, 500 m² : BLE $3 250-9 500 vs UWB $16 500-39 000. UWB = 2-5× BLE. Pour le suivi par zone, l’ecart de precision ne justifie pas le prix.
6. Latence et Taux de Mise a Jour
BLE RSSI : 200ms-2s, BLE AoA : 100-500ms, UWB TWR : 10-50ms, UWB TDoA : 10-100ms. UWB deterministe (6-10ms/ancre). Pour AGV : 100ms est decisif.
7. Scalabilite
BLE RSSI : 500-2000 tags/ancre, BLE AoA : 100-500, UWB TWR : 50-200, UWB TDoA : 500-5000. TWR = bidirectionnel (limite), TDoA = TX seul (scalable).
8. Robustesse Environnementale
UWB resout multi-trajets (2 ns = 60 cm). BLE RSSI ne peut pas (500 ns = 150 m). UWB a 6,5-8 GHz : pas de Wi-Fi. BLE a 2,4 GHz : ISM sature.
9. Matrice de Decision
| Cas | Precision | Recommande |
|---|---|---|
| Entrepot zone | ±3-5m | BLE RSSI |
| Hopital | ±2-3m | BLE RSSI/AoA |
| Musee | ±1-2m | BLE AoA |
| AGV | ±20-30cm | UWB TWR |
| Sport | ±10-20cm | UWB |
| Securite | ±30-50cm | UWB TWR |
10. Hybride BLE+UWB
Tag hybride : sleep BLE-only (15-20 μA), UWB on-demand. Duree de mois a annees. NXP SR150, Qualcomm QCC74x. $20-45/tag.
11-15. Deploiement, Erreurs, Conclusion
Ancres BLE tous les 10-20m, UWB tous les 8-15m avec analyse DOP. BLE RSSI en metal : ±5-8m. UWB NLOS : ±1-2m. TDoA necessite sync nanoseconde. ±3-5m suffit : BLE. ±30cm obligatoire : UWB. 2+ ans batterie : BLE uniquement. BLE et Bluetooth Beacon sont complementaires — decidez par precision, batterie, budget dans cet ordre.
