低功耗藍牙技術早在發(fā)布藍牙5.1之前就已經確立了自己的地位，成為室內定位應用的領先解決方案?；痉椒ㄉ婕笆褂盟{牙接收器（例如，在智能手機中）測量來自固定信標的藍牙信號的信號強度（RSSI）。備選地，固定錨可以測量由移動設備（也稱為標簽）發(fā)送的藍牙信號的RSSI。這些基于RSSI的方法通常達到幾米的精度水平，并已用于確定資產或人員是否在房間中。

認識到對更精確的室內定位解決方案的不斷增長的需求，Bluetooth SIG于2019年1月發(fā)布了Bluetooth 5.1，其主要功能是藍牙定向功能。通過使用多天線錨點星座，可以將藍牙方向尋找用于在覆蓋的室內環(huán)境中對移動設備或標簽的精確位置進行三角測量。

基于藍牙5.1的室內定位可以實現(xiàn)儀表級精度。符合Bluetooth SIG定義的標準，可確保設備使用的消息格式在各供應商之間兼容。面向大眾市場和利基市場的連接設備中普遍存在藍牙技術，這有望促進室內定位解決方案的采用。

藍牙5.1之前的藍牙位置

下圖說明了在室內環(huán)境中通常如何使用藍牙5.1之前的藍牙低能耗技術。其中包括工業(yè)，商業(yè)和零售場所，以及博物館等文化場所。左側是一個帶有藍牙功能的客戶端，該客戶端位于帶有藍牙錨的房間內，該藍牙錨接收來自移動設備的廣告消息。在右側，該房間配有多個錨點。兩種方法都利用RSSI，即接收信號強度的度量。

在只有一個藍牙錨點節(jié)點的情況下，客戶端可以大致位于錨點的一定距離內。該方法已經被用于實現(xiàn)鄰近解決方案，該鄰近解決方案檢測客戶是否已經進入目標區(qū)域，例如在購物中心或博物館中。當存在多個藍牙錨點時，可以使用諸如三邊測量的復雜算法來更準確地確定客戶端相對于錨點的位置。

藍牙定位與方向尋找

如引言中概述的那樣，藍牙方向尋找功能可以確定無線電信號在移動客戶端與一個或幾個固定錨點之間傳播的方向。藍牙已經開發(fā)了兩種解決方案架構，一種基于無線電信號在錨點的到達角（AoA），另一種基于其離開角（AoD）。

測向–到達角（AoA）

在AoA的情況下，移動資產配備有一個標簽，該標簽用于發(fā)送藍牙測向信號，該信號包括恒定音調擴展數(shù)據包（CTE）。在這種情況下，天線陣列進行的測量將用于使用基于網絡的引擎來確定輸入信號的角度。如下所示，移動客戶端發(fā)送的信號到達包含錨點多天線陣列的各個天線，相對于其余天線而言，相移略有移相。假設信號傳播平面波，則在每個天線處觀察到的微小相位差可用于計算其到達角。

AoA可用于實施實時定位服務（RTLS）或跟蹤用例。

測向–偏離角度（AoD）

在AoD的情況下，移動客戶端會接收一個或多個天線陣列發(fā)送的藍牙測向信號。在這種情況下，移動客戶端使用輸入信號的測量值來計算信號離開天線陣列的方向。使用AoD，由錨點天線陣列的每個元素發(fā)送的測向信號以相對于其余信號的微小相位差到達客戶端。利用有關天線陣列幾何形狀的信息，客戶端可以使用測得的相位差來計算信號與天線陣列的偏離角度。

AoD可用于實現(xiàn)導航和尋路用例。

單個錨點尋找方向

室內定位設置可以使用具有多天線陣列的單個錨。例如，此設置可用于確定移動客戶端位于固定錨節(jié)點的哪一側。

具有多個錨點的方向尋找

可以使用具有多天線陣列的多個靜態(tài)錨來滿足對用例的需求，這些用例在準確性方面有更高的要求。在這種情況下，可以使用來自多個錨點的傳入或傳出信號的角度并確定它們相交的位置，通過三角剖分來精確計算資產的位置。

（文章內容來源于：藍牙聯(lián)盟SIG，轉載請注明）

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