Radiogoniometría de alta precisión con Bluetooth® 5.1

Una solución automatizada basada en el comprobador de radiocomunicaciones de banda ancha R&S®CMW cubre íntegramente todos los nuevos casos de uso de determinación de la posición en tiempo real con exactitud submétrica.

Radiogoniometría de alta precisión con Bluetooth® 5.1

Su misión

Las nuevas aplicaciones y servicios exigen cada vez mayor precisión de posicionamiento. Para satisfacer esta demanda, el grupo de interés especial de Bluetooth (Bluetooth SIG) añadió la radiogoniometría (DF) como servicio de determinación de la posición a la versión 5.1 del estándar Bluetooth® LE en 2019. Los servicios de localización convencionales por Bluetooth® calculan la posición mediante medidas de indicación de intensidad de la señal recibida (RSSI) y triangulación. Bluetooth® 5.1 define dos métodos de determinación de la posición utilizando sistemas de red de antenas: uno por el ángulo de llegada (AoA, por sus siglas en inglés) y otro por el ángulo de salida (AoD, por sus siglas en inglés).

Los métodos AoA (a la izquierda) y AoD (a la derecha) facilitan servicios de localización de alta precisión
Los métodos AoA (a la izquierda) y AoD (a la derecha) facilitan servicios de localización de alta precisión
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Principio de funcionamiento de los métodos mediante el ángulo de llegada (AoA) y el ángulo de salida (AoD)

AoA permite determinar la dirección de llegada de una señal de localización por Bluetooth® con extensión de tono constante (CTE), p. ej. una señal de una baliza Bluetooth®, mediante un localizador provisto de un grupo de antenas. El método AoA se emplea para servicios de localización en tiempo real (RTLS) o servicios de proximidad, donde los objetos rastreados transmiten señales Bluetooth®, y se utiliza generalmente para el seguimiento de productos en almacenes. En el método AoD, las señales de baliza Bluetooth® se transmiten a través de la red de antenas. El receptor suele ser un dispositivo móvil que recibe las señales de baliza y calcula el ángulo relativo respecto al transmisor. La determinación del ángulo de salida se utiliza en sistemas de posicionamiento para interiores (IPS), p. ej. para el guiado de caminos en instalaciones subterráneas.

El uso de los métodos AoA y AoD para la radiogoniometría avanzada permite obtener información de posicionamiento precisa a una escala de centímetros y mejora de forma sustancial el rendimiento del servicio de determinación de la posición por Bluetooth®, y por extensión, la experiencia del usuario.

La nueva función de determinación de la posición de Bluetooth® 5.1 requiere en total 23 casos de uso de transmisor y receptor para ángulo de llegada y ángulo de salida, que están integrados en una combinación de test de RF e I/Q. Todos estos ensayos de conformidad de determinación de la posición se ejecutan en modo de test directo (DTM).

El comprobador «todo en uno» R&S®CMW visualiza claramente los resultados de medida
El comprobador «todo en uno» R&S®CMW visualiza claramente los resultados de medida
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Solución Rohde & Schwarz

La plataforma R&S®CMW permite generar y analizar todos los paquetes necesarios de determinación de la posición con un único sistema. Con esta solución «todo en uno» se pueden ejecutar los 23 casos de uso, de forma manual o automática, con control mediante UART y la interfaz de controlador del host (HCI). Todas las medidas de transmisores/receptores y test de I/Q se realizan fácilmente con intervalos de 1 μs y 2 μs. Los informes de I/Q obtenidos a través de la HCI se pueden registrar sencillamente en un archivo de texto para el análisis posterior.

La herramienta de software secuenciador R&S®CMWrun incorpora ya de fábrica un plan de casos de test predeterminado con todos los casos de uso de precertificación para la función de determinación de posición por Bluetooth®. Los casos de test se pueden ejecutar por separado o como conjunto de pruebas completo para la precertificación con un informe de pruebas incluido. R&S®CMWrun conserva además archivos de registro después de cada ciclo de prueba para facilitar al máximo las pruebas de regresión y precertificación.

La plataforma abierta de control y conmutación R&S®OSP elimina las complejas tareas de conmutación manual de los conectores de RF. La solución de test totalmente automatizada resulta ideal para casos de test de integridad de conmutación de antenas que requieren multitud de conexiones y desconexiones de RF.

Configuración para la verificación de capa física de radiogoniometría en Bluetooth® 5.1 con el R&S®CMW y R&S®CMWrun
Configuración para la verificación de capa física de radiogoniometría en Bluetooth® 5.1 con el R&S®CMW y R&S®CMWrun
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Aplicación

La ilustración muestra una configuración de prueba totalmente automática de la función de determinación de posición de Bluetooth® 5.1. El comprobador de radiocomunicaciones de banda ancha R&S®CMW y la plataforma abierta de control y conmutación R&S®OSP se controlan mediante el software secuenciador R&S®CMWrun (instalado en un PC de control separado) a través de conexiones LAN. R&S®CMWrun permite realizar todos los casos de test de determinación de la posición para Bluetooth® 5.1.

Test de transmisores

  • Potencia de salida con extensión de tono constante (CTE)
  • Desajuste y desviación de la frecuencia portadora con CTE
  • Estabilidad de potencia de transmisor, transmisor AoD
  • Integridad de conmutación de antena, transmisor AoD

Test de receptores

  • Coherencia de muestras I/Q, receptor AoA
  • Rango dinámico de muestras I/Q, receptor AoA
  • Coherencia de muestras I/Q, receptor AoD
  • Rango dinámico de muestras I/Q, receptor AoD

Resumen

La solución de test y medida de la función de determinación de la posición de Bluetooth® LE 5.1 de Rohde & Schwarz, basada en la plataforma R&S®CMW, cubre todas las necesidades de verificación en la fase de diseño del producto, incluidos los test funcionales, medidas de parámetros de RF y requisitos de producción. Junto con R&S®CMWrun, pone a disposición un plan de test que viene ya incorporado de fábrica para realizar pruebas eficientes de regresión y precertificación.

Producto Denominación Nro. de referencia
Comprobador de conectividad inalámbrica R&S®CMW270 1201.0002K75
Medidas en modo de test directo y de receptores para la función de determinación de posición en Bluetooth® LE versión 5.1 R&S®CMW-KS722 1211.4000.02

La marca denominativa Bluetooth® y sus logotipos son marcas registradas propiedad de Bluetooth SIG, Inc. y cualquier uso de dichas marcas por parte de Rohde & Schwarz se realiza bajo licencia.