Radiogonometria Bluetooth® Low Energy (LE)

Lo standard Bluetooth® LE versione 5.1 aggiunge nuove capacità di radiogonometria per aumentare la copertura e l’accuratezza dei servizi di localizzazione, in particolare in ambienti interni, che richiedono di essere verificate in modo approfondito

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La capacità di localizzazione è un requisito tipico nei dispositivi elettronici odierni, come ad esempio smartphone, automobili e dispositivi IoT indossabili. In numerose situazioni, i metodi basati sulle costellazioni satellitari (GNSS) o sulle reti cellulari (OTDOA) falliscono per mancanza di copertura o accuratezza. I servizi di localizzazione basati su Bluetooth® tentano di compensare questa mancanza, oppure forniscono risultati migliori, soprattutto in ambienti interni al chiuso, dove la ricezione delle altre tipologie di segnali è insufficiente. Le soluzioni attuali basate sul Bluetooth® utilizzano la misura della potenza del segnale ricevuto (RSSI) per valutare la distanza tra i due dispositivi e offrire il servizio di prossimità o la triangolazione basata su diverse misure RSSI per offrire il servizio di localizzazione.

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Lo standard Bluetooth® versione 5.1 aggiunge due nuove tecniche di ricerca della direzione di provenienza del segnale: AoA e AoD

Per migliorare ulteriormente le capacità di servizio di localizzazione, nella versione 5.1 è stata definita una funzione di radiogoniometria (direction finding, DF) Bluetooth® LE. Supporta due metodi per determinare la direzione di provenienza di un segnale Bluetooth® utilizzando un array di antenne con due o più antenne su un dispositivo peer fisso:

  • La stima dell’angolo di arrivo (Angle of Arrival, AoA) su un dispositivo peer è in genere utilizzata per il controllo dei beni. Un trasmettitore Bluetooth® che utilizza un’unica antenna invia un segnale speciale per la radiogionometria. Il dispositivo peer di ricezione utilizza un array di antenne per misurare la differenza di fase al fine di valutare la relativa direzione di provenienza del segnale.
  • La stima dell’angolo di partenza (Angle of departure, AoD) su un dispositivo LE mobile è in genere utilizzata per applicazioni di orientamento. Un trasmettitore Bluetooth® fisso utilizza un array di antenne commutate per inviare pacchetti abilitati alla radiogoniometria. Il dispositivo di ricezione riceve i segnali dal dispositivo di trasmissione su un’antenna singola ed è in grado di misurare le differenze di ritardo utilizzate per valutare la direzione di provenienza relativa del segnale.

Difficoltà di collaudo della radiogoniometria Bluetooth®

L’accuratezza della stima della direzione di provenienza del segnale con i metodi AoA/AoD dipende fortemente dalla qualità della stabilità dell’alimentazione e della deriva della frequenza del dispositivo di trasmissione del segnale DF e dalle capacità del dispositivo di ricezione di campionare in modo accurato i dati I/Q dai segnali ricevuti. L'associazione SIG Bluetooth® ha definito 23 nuovi casi di test con quattro diverse configurazioni di prova previste, che sono tutte supportate dalla piattaforma di collaudo delle comunicazioni wireless R&S®CMW.

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Annotate questa data | 13-Feb-2020

Webinar: Tutto quello che c'è da sapere su Bluetooth® Low Energy (LE) nel 2020

Bluetooth®LE è tra le tecnologie wireless di maggior successo per Internet of Things (IoT). Nel corso dell'ultimo decennio le modalità di utilizzo si sono evolute dal semplice collegamento delle periferiche dei PC alle comunicazioni complete con i dispositivi indossabili e molto altro ancora. Le ultime versioni delle specifiche Bluetooth® (5.0, 5.1, 5.2) aprono la strada a un numero ancora maggiore di potenziali applicazioni in ambito IoT, come case intelligenti, edifici intelligenti e servizi di localizzazione al chiuso.

Il webinar presenterà le funzionalità più recenti che dovreste conoscere, come la ricerca a lungo raggio o direzione di provenienza dei segnali, spiegando le relative sfide da affrontare e le soluzioni disponibili per effettuare i test. Illustrerà anche una nuova modalità di test con comando via radio, che ridefinirà il modo di collaudare la nuova generazione di dispositivi Bluetooth® LE.

Casi di test per la radiogonometria Bluetooth®

Casi di test PHY 1 Ms/s PHY 2 Ms/s
TRM/BV Potenza in uscita, con estensione tono costante AoD #15 -
Offset e deriva della frequenza della portante con estensione tono costante (CTE) AoD #16 #17
TRM/PS/BV Stabilità alimentazione TX; trasmettitore AoD #01, #02 #03, #04
TRM/ASI/BV Integrità di commutazione dell'antenna; trasmettitore AoD #05, #06 #07, #08
RCV/IQC/BV Coerenza dei campioni di I/Q; ricevitore AoD #01, #02 #03, #04
Coerenza dei campioni di I/Q; ricevitore AoA #05 #06
RCV/IQDR/BV Gamma dinamica dei campioni I/Q; ricevitore AoD #07, #08 #09, #10
Gamma dinamica dei campioni I/Q; ricevitore AoA #11 #12

Vantaggi delle soluzioni di test per la radiogoniometria Bluetooth® Rohde & Schwarz

  • Soluzione di test tutto in uno per la radiogoniometria Bluetooth®
  • I test di coesistenza tra più interfacce radio, come NB-IoT e Bluetooth®, sono possibili solo con la piattaforma di test di comunicazione wireless R&S®CMW
  • Piattaforma di test approvata da Bluetooth® SIG

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