确保准确的 Bluetooth® 5.1 测向

您的任务

全新应用和服务层出不穷，越发需要进行准确定位。为了满足这个需求，Bluetooth 技术联盟 (SIG) 自 2019 年起在 Bluetooth® LE 5.1 版标准中增加了测向 (DF) 定位服务。传统的 Bluetooth® 定位服务根据接收信号强度指示 (RSSI) 测量和三边测量法估算位置。然而，Bluetooth® 5.1 定义了两个使用天线阵列技术的测向方法：到达角 (AoA) 和离去角 (AoD) 方法。

AoA 和 AoD 工作原理

采用 AoA 方法时，可以使用定位器和天线阵列确定带固定频率扩展信号 (CTE) 的 Bluetooth® 测向信号（例如 Bluetooth® 信标信号）的传入方向。AoA 可用于实时定位服务 (RTLS) 或邻近服务，跟踪目标发射 Bluetooth® 信标并主要用于仓库中的资产跟踪应用。采用 AoD 方法时，Bluetooth® 信标信号通过天线阵列发射。接收机一般是移动设备，会接收信标信号并计算相对于发射机的信号角度。AoD 可用于室内定位系统 (IPS)，例如在地下设施中进行导航。

使用 AoA 和 AoD 进行高级测向，可以提供高达厘米级的定位信息并显著增强 Bluetooth® 定位服务性能，从而改善用户体验。

Bluetooth® 5.1 规范新增的测向功能共需要 23 个 AoA 和 AoD 发射机与接收机测试用例，并将这些用例集成到一系列射频和 I/Q 测试中。所有测向一致性测试均在直接测试模式 (DTM) 下完成。

罗德与施瓦茨解决方案

R&S®CMW 平台可独立生成并分析所有必要的测向数据包。这个一体化解决方案可以手动或自动执行所有 23 个测试用例，并且可以通过 UART 和主机控制器接口 (HCI) 进行控制。利用 1 μs 和 2 μs 时隙，可以轻松执行全部发射机/接收机和 I/Q 测试。全部 I/Q 报告可以通过 HCI 接口记录到文本文件中以作进一步分析。

R&S®CMWrun 排序软件工具提供现成可用的测试用例计划，并支持所有的 Bluetooth® 测向预一致性测试用例。此工具可以单独运行测试用例，或者联合执行完整的预一致性测试并生成测试报告。R&S®CMWrun 还会在每次运行测试后维护日志文件，以使回归和一致性测试比以往更加简单。

您可以使用 R&S®OSP 开放式开关和控制平台，不必麻烦地手动开关射频连接器。此全自动化测试解决方案非常适合需要多次接通和断开射频连接的天线开关完整性测试用例。

应用

下文介绍了一个全自动化 Bluetooth® 5.1 测向测试装置。安装在独立控制电脑上的 R&S®CMWrun 排序软件工具通过 LAN 连接控制 R&S®CMW 宽带无线电通信测试仪和 R&S®OSP 开放式开关和控制平台。R&S®CMWrun 支持所有的 Bluetooth® 5.1 测向测试用例。

发射机测试

• 输出功率，带固定频率扩展信号 (CTE)
• 载频偏移和漂移，带 CTE
• 发射机功率稳定性，AoD 发射机
• 天线开关完整性，AoD 发射机

接收机测试

• I/Q 样本一致性，AoA 接收机
• I/Q 样本动态范围，AoA 接收机
• I/Q 样本一致性，AoD 接收机
• I/Q 样本动态范围，AoD 接收机

摘要

罗德与施瓦茨的 Bluetooth® LE 5.1 测向测试与测量解决方案基于 R&S®CMW 平台，可以满足产品设计阶段的所有验证需求，包括功能性测试、射频参数测量和生产要求。R&S®CMWrun 提供现成可用的测试计划，确保高效进行回归和预一致性测试。

Bluetooth® 字标和徽标是 Bluetooth SIG, Inc. 所有的注册商标，罗德与施瓦茨对此类商标的任何使用均已获得许可。