蓝牙AOA/AOD定位技术原理

鸣涧_GC96O

1 AOA/AOD的概述
5.1 有个特性加入了AOA和AOD定位应用，实现了厘米级别的定位功能，效果不错
1.1 AOA(达到角)

1 发射端：
（1）一个tag
（2）单天线的
（3）数据包为cte广播数据
2 接收端
（1）阵列天线
（2）通过CTE广播信号得到IQ结果
1.2 AOD（出发角）

1 发射端：
（1）一个天线
（2）通过CTE广播信号得到IQ结果
2 接收端
（1）阵列天线
（2）数据包为cte广播数据
2 AOA整体系统模块
基于nrf硬件平台：
1：需要一个tag
2：阵列天线解析IQ数据
3：显示终端

3 IQ信号讲解
AOA引入了IQ信号，目的是通过IQ信号，得到相位角度，主要是正交特性
3.1 阵列天线的切换模型
通过按顺序将至少两个天线连接到同一接收器（可以添加更多天线），可以测量相位差 （+）

下图所示是一个星座图，其中显示了来自 2 个天线的信号矢量。如果所有天线都位于线路上且具有固定距离 d，则相邻天线之间的相位差 μ 将保持不变

为了获得对 +（相位）的准确估计，应删除信号中所有其他有意的相位移。连接 CTE AoA 解决方案通过在数据包末尾添加 CTE 来实现此目的
3.2 CTE 数据包特征
为了获得Φ（相位）的良好估计，应去除信号中所有其他故意的相移。连接CTE AoA解决方案通过在数据包末尾添加CTE来实现此目的。

3.3 CTE 数据包具体格式
**注意：**这使接收器有时间先同步解调器，然后将来自 CTE 的 I/Q 样本存储到无线电 RAM 中。然后，应用程序层提取 I/Q 数据。
I/Q 样本用于估计天线之间的相位差。当接收器获得 AoA 数据包时，RF 内核将触发一个事件，该事件将导致天线切换的开始。RF 内核将在 CTE 的防护期后开始对 I/Q 数据进行采样，采样数据将存储在无线电 RAM 中。
通过比较从不同天线收集的 I/Q 数据，用户可以获得天线之间的相对相位差
3.4 相位角的计算

两根天线计算相位差

4 到达角度的计算
最后一步是将相移 （+） 转换回 AoA （+）。如果 = 为负数，则表示天线 2 领先于天线 1。在这种情况下，= 也是负数，但这并不会导致任何数学问题，因为 和 函数是为正数和负数定义的。为了避免任何不必要的并发症，我们将考虑在这里 - 是积极的。sin()arcsin()
射电波和天线阵列之间的角度为 α。根据下图，我们知道罪（+）=r/d，和d是天线1和天线2之间的距离，这是已知的。那么我们需要弄清楚的只是 r 。
r 是到达天线 1 后，事件波需要行驶到天线 2 的距离。我们发现天线 1 和天线 2 之间的相位差为 α，因此额外距离 r 等于传入信号的波长 * =/（2°）。
r= * =/（2]）

5 确定tag的坐标
根据达到角度和三角定位的原理，实现定位，具体的算法链接算法地址

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