蓝牙5.1及以上测向技术：CTE增强的方位数据广播

蓝牙测向协议（Bluetooth 5.1及以上）是一种先进的无线通信技术，它扩展了蓝牙广播功能，通过引入 Constant Tone Extension (CTE) 来实现更精确的方向定位和数据广播。本文档由 Martin Woolley 编写，于2019年3月20日发布，提供了对蓝牙方向查找技术的深入技术概述。 1. 引言 (1.0) 蓝牙方向查找技术的兴起源于对高精度室内定位和资产追踪的需求。随着蓝牙5.1及更高版本的发展，它不仅提升了距离估算的准确性，还着重于提供连续的方向查找能力，这对于诸如智能建筑、机器人导航和增强现实应用等场景至关重要。 2. 当前蓝牙信标技术 (2.0) 传统的蓝牙信标主要依赖于信号强度来估计距离，但这种方法在位置精度上有限。新的方向查找技术引入了额外的信息，如CTE，以弥补这一不足。通过测量信号的波长、频率、相位等特性，能够更准确地确定发射信号的方向。 3. 高精度定位与方向查找需求 (3.0) - 高精度室内定位：在商场、办公空间等室内环境中，精确的方向信息对于用户导航、资产定位以及室内定位服务至关重要。 - 高精度资产追踪：在物流和仓储管理中，实时的方向信息有助于提高资产追踪的效率和准确性。 - 连续方向查找：持续监测周围环境，对移动设备或物体进行定向，是蓝牙方向查找技术的重要应用场景。 4. 蓝牙方向查找技术详解 (4.0) - 方向查找方法：分为两种，一种是基于信号周期（wave cycle）、波长、频率和相位的分析，另一种是利用无连接（connectionless）和连接导向（connection-oriented）模式的区别来确定信号来源方向。 - 技术原理： - 波周期（wave cycle）：信号的完整周期可用于确定信号源的位置。 - 波长和频率：不同频率的信号传播速度不同，通过测量它们的变化可以推断方向。 - 相位：信号的相位差反映了信号到达接收器的时间差，进而确定信号源的方向。 - 采样：通过高频采样获取足够细节的信号特性，提高方向计算的精度。 - 天线阵列：多天线技术用于精细测量信号角度，进一步提升方向定位的准确性。 - 信号特征：CTE、频率偏移、循环冗余检查（CRC）、消息完整性检查（MIC）以及信号的去加重（whitening）都是方向查找信号的重要组成部分。 5. 应用蓝牙方向查找技术 (5.0) - 在无连接模式下，接收器无需建立连接即可执行方向查找，适用于背景下的设备定位。 - 连接导向模式则在连接期间进行方向查找，可能提供更高的精度，但需消耗更多功耗。 蓝牙5.1及以上的方向查找协议拓展了蓝牙的功能，通过引入CTE和复杂的信号处理技术，为实现高精度的室内定位和资产追踪提供了强有力的支持。未来，随着技术的不断发展，蓝牙方向查找将更加成熟，服务于各种物联网应用领域。