蓝牙低能量 AoA-AOD 测向技术在 nrf52820 中的应用

"nrf52820的AOA-AOD测向.pdf" 本文档主要介绍了nRF52820芯片在蓝牙低能量（BLE）通信中的到达角（AoA）和离开角（AoD）测向功能，这是一种用于确定对等设备方向的技术。AoA和AoD功能在BLE 1Mbps和2Mbps模式下均可用。 ** AoA（到达角）和AoD（离开角）测向** AoA和AoD技术基于天线阵列，通过对信号的IQ采样来估计信号源或接收器的方向。在AoD中，发射机在数据包CRC校验后发送包含连续音调扩展（CTE）的分组，而接收机则在CTE期间进行IQ采样。在AoA中，角色相反，接收机成为发射CTE的设备，而发射机负责采样。天线之间的相对路径长度差异分析可用来推算出信号的方向。 ** CTE（连续音调扩展）格式** CTE由1的未擦除序列组成，对应于1Mbps PHY的+250kHz载波偏移和2Mbps PHY的+500kHz偏移。CTE的长度可以从16μs到160μs不等。天线切换发生在开关槽和保护间隔中，以收集不同天线对的IQ样本。每个参考周期内，每微秒需采集一个IQ样本，样本槽的持续时间可以是1或2μs，但必须保持一致。 ** CTE的配置** CTE的格式、切换和采样过程可在数据包发送或接收前或过程中配置。此外，也可以在接收期间通过读取数据包的特定字段来实时调整这些设置。 ** 模式** 根据数据传输模式，设备执行特定的步骤来实现AoA或AoD。文档中提到的具体步骤并未详述，但可以理解为设备会根据其工作模式（如发射或接收）来调整其行为以支持测向功能。 ** 内联配置** 在接收过程中启用内联配置时，AoA/AoD的进一步配置依赖于数据包中的连续同步位（CP）和CTEInfo八位字节的值。如果设置了CP位，才会存在CTEInfo八位字节。配置是否在S1字段内进行取决于数据包是数据通道PDU还是广告通道PDU。具体的位掩码和测试逻辑涉及寄存器CTEINLINECONF.S0MASK、CTEINLINECONF.S0CONF和S0字段。 总结来说，nRF52820芯片的AoA和AoD功能是通过精心设计的CTE和天线切换策略实现的，为BLE设备提供了一种确定方向的方法，这对于精确定位和定向通信具有重要意义。文档详细阐述了CTE格式、配置选项以及根据数据模式和内联配置如何影响测向过程，为开发人员提供了深入的理解和实现指导。