Dopo due anni di sviluppo del mercato, Bluetooth AoA raggiunge due diverse applicazioni: posizionamento indoor e keyless entry. Conosciamo il posizionamento indoor.
Sono disponibili quattro soluzioni per il posizionamento indoor: UWB, Wifi , BLE faro/ BLE AoA . Per l'intervallo di precisione, UWB è 0,1 m ~ 1 m; Il segnale Wi-Fi e BLE è di 5 m ~ 20 m con un intervallo di errore più ampio. In qualità di prima società commerciale di servizi di posizionamento BLE AoA, Quuppa può controllare l'intervallo di precisione entro 0,1 m ~ 1 m (con i chip TI CC254x e Nordic nRF5281x).
Triangolazione
3. AoA Teoria della misurazione
Frequenza : Bluetooth opera nella banda ISM (Industrial Scientific and Medical) da 2,40 GHzto 2,41 GHz con una larghezza di banda di 2 MHz. Il Bluetooth è diviso in tre canali di trasmissione 37, 38 e 39. Nella specifica di base Bluetooth v5.x, la trasmissione estesa di Bluetooth LE può essere trasmessa in qualsiasi canale da 0 a 39, ovvero il beacon Bluetooth v5.1 può funzionare su qualsiasi canale Bluetooth. (La frequenza del Bluetooth è incoerente quando è in funzione, il che influirà sulla lunghezza d'onda del Bluetooth λ.)
Calcolo AoA : Supponendo che ci sia un segnale beacon Bluetooth a frequenza fissa che trasmette in un'area aperta (ignorando gli ostacoli e altre interferenze del segnale a 2,4 GHz nell'aria). Se i due ricevitori sono sullo stesso raggio e alla stessa estremità TX, ad un certo tempo t, lo sfasamento ricevuto dal ricevitore RX dovrebbe essere 0. Ma se il ricevitore è in una posizione con raggio inconsistente, ad un certo tempo t, c'è una differenza di fase del ricevitore RX.
Se i diagrammi sopra non sono facili da capire, passiamo ai diagrammi seguenti per mostrare lo schema. Nel processo di trasmissione del segnale, a causa delle diverse posizioni dell'antenna, la fase del segnale campionato in un determinato momento t è diversa.
Nota: in linea di principio, la differenza di fase può essere calcolata con due antenne e un array multi-antenna può aiutare a migliorare le prestazioni anti-interferenza.
Errore di misurazione AoA
Prendendo come esempio un piano bidimensionale, ci saranno due angoli di α. E in coordinate tridimensionali reali, ci sarà una traiettoria di un cerchio con un raggio di α. Il ricevitore AoA sa solo che il segnale del beacon è sulla traiettoria del cerchio, tuttavia, non può giudicare dove si trovano sul cerchio. A questo punto, è necessaria una schiera di antenne ortogonale per confermare le coordinate di posizione del punto beacon.
Gli array di antenne possono essere organizzati in vari modi. Una missione è il posizionamento e l'altra è ridurre al minimo il numero di schieramenti del ricevitore. Le distribuzioni comuni di array di antenne sono mostrate di seguito.
Esempio di array di antenne
Array antenna ricevitore Quuppa
4. Implementazione del software Bluetooth 5.1 AoA
Il SIG ha creato specifiche corrispondenti per il protocollo AoA nel livello di collegamento logico nella specifica del core Bluetooth 5.1.
5. Sfide di progettazione AoA
Interferenza di riflessione del segnale
Compensazione del tempo di commutazione
Errore valore angolo
Deve esserci un errore nella misurazione e l'intervallo di errore è solitamente 3% ~ 5%. Ha bisogno di un algoritmo per ridurre l'errore.
6. Fornitore di chip AoA
Texas Instruments AoA
Silicon Labs AoA
Dialogo AoA
AoA nordico