BLE-Synchronisation für medizinische Sensorik – Präzise bis 50 µs

Goran Madzar

19/03/2026

In drahtlosen verteilten Systemen läuft auf jedem Knoten eine eigene Hardware-Uhr. Selbst identische Embedded-Systeme starten mit unterschiedlichen Zeitwerten, ticken mit leicht abweichender Frequenz und erleben variable Verzögerungen beim Senden, Empfangen und Verarbeiten von Daten. Ohne Synchronisation driftet ein System mit ±20 ppm Quarz über wenige Minuten bereits um mehrere Millisekunden auseinander und das ist für viele medizinische Anwendungen ein Problem.

Ganganalyse Sensor Medizintechnik

Warum Synchronität entscheidend ist

In der Medizintechnik, etwa bei der Ganganalyse oder der Steuerung von Orthesen, müssen mehrere Sensoren exakt im Takt arbeiten. Unsere Lösung bei MEDtech Ingenieur ermöglicht die Synchronisation von BLE-Geräten mit einer Genauigkeit unter 50 Mikrosekunden bei gleichzeitiger Datenübertragung. Damit lassen sich Bewegungsdaten von Fußsensoren und Körpermodulen präzise zusammenführen und das kabellos.

Synchronisation in Aktion

Im Video zeigen wir, wie zwei Sensoren zunächst auseinanderdriften. Dann startet unsere Synchronisationslogik: Innerhalb kürzester Zeit sind beide Signale wieder perfekt aufeinander abgestimmt.

Die technischen Herausforderungen

Die Ursachen für Zeitabweichungen sind vielfältig:

  • Quarz-Toleranzen (±20 ppm, temperatur- und spannungsabhängig)
  • Alterung und Drift
  • Feste Funkverzögerungen (z. B. Radio-Frontend + PPI-Kette)
  • Jitter durch Interrupt-Latenz, CPU-Scheduling, Ringpuffer
  • Paketverluste, die zu kumulierenden Fehlern führen

Unsere Lösung: Das bsync-Modul

Wir setzen auf ein beacon-basiertes Synchronisationsprotokoll für nRF52-Geräte, das folgende Komponenten kombiniert:

  • Hardware-Zeitstempelung via PPI + TIMER
  • Offset- und Drift-Schätzung mit leichtgewichtiger Logik
  • Periodische Trigger über die Event Generation Unit (EGU)
  • Timeslot-Management durch die Multiprotocol Service Layer (MPSL)

Master-Slave-Rollen

  • Master: Erfasst seinen 1 MHz-TIMER-Zeitstempel, sendet ihn per Funk.
  • Slave: Empfängt das Paket, erfasst seinen eigenen Zeitstempel und berechnet Offset und Drift.

Da beide ihre Routinen innerhalb von MPSL-Timeslots ausführen, wird deren Intervall zur effektiven Synchronisationsperiode. In der Praxis sind Timeslots jedoch nie exakt getimed. Daher ist unsere Lösung robust gegenüber Jitter im Bereich von Mikro- bis Millisekunden.

Anwendungen über die Ganganalyse hinaus

Zeitsynchrone Daten werden für viele Anwendungen benötigt. Beispiele sind:

  • Synchronisierte Vitaldatenerfassung (z. B. EKG + Bewegung)
  • Multi-Sensor-Tracking in der Telemedizin
  • Neurotechnologie mit Closed-Loop-Systemen
  • Robotik und Prothetik mit Echtzeit-Sensorik


Da sind zuverlässige und schnelle Methoden gefragt, um die verschiedenen Knoten zeitlich zu synchronisieren. Unsere BLE-Synchronisationstechnologie schafft die Grundlage für neue, vernetzte Medizingeräte – präzise, robust und kabellos. Wenn Sie Anwendungen haben, bei denen Timing wichtig ist, dann sprechen Sie uns gerne an. Wir zeigen Ihnen, wie man Sensorik auf Mikrosekunden-Niveau synchron bekommt.


Geschrieben von Goran Madzar

MEDtech Ingenieur aus Leidenschaft! Mein Team und ich helfen Medizintechnik-Herstellern mit Engineering-Dienstleistungen dabei, Produkte zu entwickeln und in Verkehr zu bringen! Sprechen sie mich gerne an, ob bei LinkedIn oder per Mail. Ich freue mich Sie kennenzulernen.


Weitere Beiträge

  • 08/10/2026
  • Allgemein, Dokumentation, Medioora, Requirements Engineering, Software, Systems Engineering

Wenn Anforderungen anfangen, sich zu verteilen... Je größer und komplexer ein Entwicklungsprojekt für ein Medizingerät wird, desto mehr Informationen entstehen. Anforderungen stehen in Dokumenten, technische Entscheidungen werden an anderer ...

Weiterlesen
  • 10/09/2026
  • Allgemein, Fertigung, Produktion, Unternehmen

Unser Production Hub in Erlangen wächst und zwar bereits zum zweiten Mal. Die Produktionsfläche haben wir noch einmal deutlich vergrößert. Was als kleine In-House-Fertigung neben unserem Entwicklungsbüro begann, ist mittlerweile ...

Weiterlesen
  • 13/08/2026
  • Allgemein, Hardware, Normen, Regulatory

Bei EMV-Prüfungen von Medizinprodukten liegt der Fokus traditionell auf Basissicherheit und wesentlichen Leistungsmerkmalen (Essential Performance). Doch was passiert mit Funktionen, die zwar nicht direkt sicherheitskritisch sind, aber dennoch eine ...

Weiterlesen