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蓝牙 AoA定位原理_高精度基站的实现-Bluetooth 5.1 AoA到达角度位置服务实现原理

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Release Time:2022-10-19 10:09


 

这是第三篇文章写关于蓝牙AoA(到达角度)位置服务的原理及其应用,经过半年的市场观察,现在蓝牙AoA可以有两种不同的应用场景,第一,室内定位;第二,无钥匙进入,我们一讲,今天只讲第一种。

1、室内定位技术

当前室内定位有采用UWB,Wifi,BLE信标和BLE Ao三种实现方式,UWB精准在0.1-1米范围,fi,BLE信标目标范围在5-20米范围内,Quuppa成为第一家庭家庭商业(采用TI CC254x,Nordic5281x芯片)。

 

Quuppa测试数据

2.室内定位原理分析

使用场景定位发射方式,室内定位系统需要作为模型化场景,并在室内区域定位场景中,并在模型地图中定位定位模块;手机营销信标模块,信标,发送无线信号,部署在固定位置的应该在接收到无线信号后确定该信标进入区域范围。

 

在确定区域范围之后,可以通过多天线测量信标信号到达角度,以及定位定位法,计算出信标设备的合理位置。

 

三角三角定位法顾名思义即通过飞行到达角度,确定信标位置,如下图所示,飞行器飞行导航到一个角度,两个角度定位确定一个,d和D都是已知的,如何求θ1,和θ2 。

 

3.到达角AoA(Angle of Arrive)测量原理

工作频率:工业科学蓝牙信号在ISM(工业科学和和和)2.4GHz到2.41GHz微波医疗,蓝牙为2M赫兹,蓝牙分为三个广播信道,37,38,39,并且在蓝牙5.x正常,蓝牙通信LE 部分的广播通信信道可以在 0-39 间任意通信信道,也可以即位蓝牙通信标工作在任何蓝牙频道。

相位:无线信号在空中传播是连续的,RX 会经常接受该频段范围内 0-2π 整个无线信号的传输时间的信号并调。

 

到达角度:你现在有一个固定频率蓝牙信号信号在空旷范围内进行传播(有知遇的珍贵物以及空中其他2.4G信号干扰),如果两个出现TX端相同,在某一时刻,RX接收接收到的相位差应有,如理量情况为0,但位置,在某一时刻,RX设备相位是有一个差。

 

上面的这幅图不好理解,换种下面的示意图来表示这幅,信号在传输中因天线位置不同,我们在某个时间上,可以选择到该信号的不同过程。

 

在已知的两天线位置,信标信号频率(即波长),可以计算出信标信号与天线A1,A2直接的相位差θ,在计算出不同的相位差θ位置,计算出信标信号的位置θ 。

 

AoA感受感受

在2维平面上,会两个为一个角度,在实战坐标下,有一个为圆的轨迹线,AoA一个目标,但无法判断它们何时出现的位置,到时候就需要点点天线来确认这个珠子的位置坐标。

 

天线一列的场景场景,二为一举一场景的,常见的天线一列场景如下所示。

 

天线实例举例

TI德州仪器EVM天线天线

 

Quuppa拆机特殊

 

4.蓝牙5.1 AoA软件部署

蓝牙联盟在5.1协议中为AoA协议在逻辑上层(LL)确实如此。

AoA/AoD 可以在 1M 2M 经常 PHY 下工作(不支持编码PHY),支持广播模式和连接模式有以下两种类型。 CTE 是 AoA/AoD 数据包的扩展数据,持续时常 16-10us,250khz 信号计算在聚合算法,无白化,无CRC效用,信号RX在时间采样信号I/Q值,计算相位差使用。

 

5. AoA设计挑战

信号反射干扰

讨论是在实际情况下,空旷距离,无其他信号干扰,实际使用场景中RX接收机会接收到自己的其他原因或信号反射信号,该信号同样携带CTE扩展数据包,但属于噪声信号需要删除。

 

时间开关证明

一个射频内核控制多路射频,除掉信号在空气传播传输的时间,射频请求时间需要考虑时间动画证明。

 

角度值

必须要画质,画质范围一般在 3%-5%,需要降低画质。

 

6. AoA角度测量芯片供应商

 

文章来源:https://blog.csdn.net/AoA18918935218/article/details/105823947

 

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