高精度藍(lán)牙aoa定位技術(shù)原理,附發(fā)展現(xiàn)狀與市場(chǎng)前景分析
基于AoA定位的基本原理是將無(wú)線信號(hào)發(fā)送到定位基站。定位基站中的天線陣列在不同時(shí)間點(diǎn)收到同一信號(hào)源發(fā)出的無(wú)線信號(hào)。通過(guò)分析到達(dá)時(shí)間差,借助嵌入在定位基站中的定位算法,可以計(jì)算標(biāo)簽對(duì)定位基站的方位角和俯仰角,然后結(jié)合信號(hào)強(qiáng)度估計(jì),可以準(zhǔn)確定位目標(biāo)的兩維平面(兩個(gè)以上定位基站可以空間定位同一目標(biāo))。
高精度AOA定位技術(shù)將方向天線或陣列天線設(shè)置在兩個(gè)以上的位置,獲取終端發(fā)射的無(wú)線電波信號(hào)角度信息,然后通過(guò)交匯方法估算終端的位置。它只需要使用兩個(gè)天線陣列就可以完成目標(biāo)的初始定位,和TDOA與其他技術(shù)定位系統(tǒng)相比,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但要求天線陣具有高靈敏度和高空間分辨率。建筑密集,高度和地形地貌對(duì)稱。AOA在室內(nèi)、城市和農(nóng)村地區(qū),定位精度影響較大,AOA典型值分別為360度、20度和1度。當(dāng)基站與終端之間的距離增大時(shí),AOA定位精度逐漸降低。

AOA定位誤差主要由城市多徑傳播和系統(tǒng)誤差引起,系統(tǒng)誤差的影響可以通過(guò)預(yù)先校正來(lái)抵消。然而,建筑物密集區(qū)域的多徑效應(yīng)一直是困擾天線通信的難題。智能天線可以在一定程度上減少多徑干擾的影響,但由于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜性和設(shè)備成本的問(wèn)題,并沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用。AOA盡管結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但技術(shù)并未應(yīng)用于城市蜂窩定位系統(tǒng)。
根據(jù)藍(lán)牙聯(lián)盟的數(shù)據(jù),過(guò)去幾年藍(lán)牙基于位置的服務(wù)市場(chǎng)機(jī)會(huì)迅速增長(zhǎng),藍(lán)牙位置服務(wù)設(shè)備的年出貨量將從2018年的720萬(wàn)增長(zhǎng)到2023年的4.31億,未來(lái)五年的復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到43%。在這些手機(jī)中,有17億部智能手機(jī)將采用藍(lán)牙位置服務(wù),而藍(lán)牙標(biāo)簽(Tag)每年的出貨量也將達(dá)到3億。
藍(lán)牙定位技術(shù)作為高精度定位領(lǐng)域另一項(xiàng)備受關(guān)注的技術(shù),也在去年迎來(lái)了重大突破——藍(lán)牙聯(lián)盟AoA/AoD該技術(shù)寫入了最新的藍(lán)牙5.1標(biāo)準(zhǔn),使藍(lán)牙的定位精度達(dá)到亞米水平,因此業(yè)界對(duì)藍(lán)牙進(jìn)行了評(píng)價(jià)。AoA/AoD技術(shù)充滿期待。多年來(lái)一直采用藍(lán)牙技術(shù)進(jìn)行定位應(yīng)用,但是定位精度一直是限制其發(fā)展的重要因素。
而高精度AoA定位的出現(xiàn),極大地解決了這一痛點(diǎn),使藍(lán)牙技術(shù)的定位市場(chǎng)向高精度定位拓展。中芯微高精度標(biāo)準(zhǔn)AOA定位為藍(lán)牙信號(hào)波達(dá)方向的精確計(jì)算提供了兩種方法:波達(dá)角(AoA)和發(fā)射角(AoD)。AoA在里面,發(fā)送端發(fā)送一個(gè)固定頻率擴(kuò)展信號(hào)(ConstantToneExtension:CTE),接收端接收CTE按一定順序切換不同的接收天線。AoD里面,發(fā)送端發(fā)送CTE,不同的發(fā)送天線按一定的順序切換,而接收端只使用一個(gè)天線。
目前有兩種方法可以用來(lái)測(cè)量距離。若要求包含AoA類型CTE,然后發(fā)送方不需要天線切換,接收方采用天線切換的方法獲得接收角度;相反,如果包含AoD類型CTE,然后發(fā)送方進(jìn)行天線切換,而接收方無(wú)須切換天線即可獲得發(fā)送角度。
目前我們知道藍(lán)牙也有定位應(yīng)用,所采用的方法是基于藍(lán)牙信號(hào)強(qiáng)度。RSSI為了判斷設(shè)備的距離,其精度可以達(dá)到米級(jí);并且至少需要三個(gè)設(shè)備一起參與。使用幾個(gè)設(shè)備AP確定大概位置的距離,只顯示兩個(gè)位置。AP,可以想象,實(shí)際上可以設(shè)置兩點(diǎn)。這足以在平面上使用精度不是很敏感的應(yīng)用。但是對(duì)于需要精確定位的場(chǎng)景,藍(lán)牙是不夠的。
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