藍牙核心規格V5.1中的新功能, Direction Finding - 測向 ,使藍牙設備決定藍牙訊號傳輸的方向,這也是藍牙鄰近解決方案和定位系統,而目前使用訊號強度來估計距離,這項新功能提供了兩種不同的方法來確定藍牙訊號的角度以到達高精度傳輸。
這兩種方法稱為到達角 Angle of Arrival (AoA) 和出發角 Angle of Departure (AoD)。每一種技術都要求兩個通訊設備之一具有一組多個天線.
AoA 採用單天線發射測向訊號,接收終端內置天線陣列,當訊號通過時,由於陣列天線接收的距離不同,會產生相位差,然後計算訊號的方向.
AoD 則相反,將具有陣列天線的設備訊號發送到單個天線終端,接收終端可以通過接收到的訊號計算波的方向,然後定位.
如下圖.
基於上述,開發人員將能夠利用新的測向控制器功能來創建高精度,可互通的定位系統,例如：
即時定位系統 real-time locating systems(RTLS)
由於藍芽訊號連續可用,他可以實現資產的即時位置跟蹤,庫存等等
室內定位系統 indoor positioning systems(IPS)
測向精度可低至0.5-1M,因此可用於GPS難以使用的室內跟蹤藍芽設備位置的儀表,這有助於詳細的室內繪測與導航
新的測向功能還有可能透過以下方式增強藍牙鄰近解決方案,確定設備方向,特別是在定向項目查找和point of interest(POI)方面
技術細節
藍牙測向功能使用同相(In-Phase)和正交(Quadrature) (IQ)採樣來測量在特定時間入射到天線上的無線電波的相位.採樣資料透過主機控制器介面(HCI) 向上傳遞到堆疊,然後在堆疊中可以對採樣資料應用合適的演算法來計算一個設備的方向來自另一個.
而為了支援 IQ 取樣以及堆疊中更高層對 IQ 樣本的使用,鏈結層 (LL)和HCI 都發生了變化,在連結層,定義了一個稱為定頻擴展Constant Tone Extension(CTE)的新欄位,如下圖
CTE的目的是提供恆定頻率和波長的訊號材料可以對其進行 IQ 採樣,該字段是一個位序列,持續時間在16微秒到160微秒之間,CTE 欄位包含一系列經過調製的 1 位,必須使用恆定波長以一種頻率發射,以便測量接收信號的相位,且信號不受白化的影響,白化是一種對信號進行加擾以確保不會出現長串 1 或 0 的過程.
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