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蓝牙原理

无线连接51:无线连接GFRIEND功能定位基本原理

来源:千亿国际在线登录
[导读]Wifi电子设备在我们日常生活中已随处可见,手机、Wifi耳机、笔记本电脑等等,Wifi控制技术最先由瑞典的公司富士通发明,到1998年2月,5大跨国公司包括富士通、诺基亚、IBM、东芝以及英特尔

  Wifi电子设备在我们日常生活中已随处可见,手机、Wifi耳机、笔记本电脑等等,Wifi控制技术最先由瑞典的公司富士通发明,到1998年2月,5大跨国公司包括富士通、诺基亚、IBM、东芝以及英特尔组成了一个特殊课外活动(SIG),他们共同的目标是建立一个全球性的小范围无线通信控制技术,即现在的

  2016年12月Wifi控制技术国联发布Wifi5.0标准,相比于Wifi4.2,Wifi5.0有以下特点:

  1,Wifi5.0针对高效能电子设备,有着更广的全面覆盖面和相对现在四倍的速度提升

  3,数据传输等级达到无损等级有效工作距可达300米,是之前4.2LE版本的4倍。

  5,在Wifi4.2中,Wifi分为三个该台链路,37,38,39;而在Wifi5.0规范当中,Bluetooth LE部分的扩展该台链路能在0-39任意链路,也即位Wifi电子设备能工作在任何Wifi频道。

  2019年2月Wifi控制技术国联发布Wifi5.1标准,相比Wifi5.0,Wifi5.1加入了无线电通信功能公分级的功能定位服务,即Angle of Arrival (AoA) ,也即抵达视角功能定位,至此,透过Wifi实现精密公分级功能定位成为可透过WifiAoA功能定位控制技术,其功能功率密度最先可努力做到10~30cm的功能功率密度。

  抵达视角功能定位(AOA)是借助单一转交器升空寻向讯号,而转交端的装置内建转交器侦测器,当讯号透过时,会因侦测器中转交到的完全相同距,产生差值异,进而排序出相对的讯号路径;AOA功能定位是一种精密功能定位无线电通信角控制技术,不只借助Wifi可实现精密功能定位今后一两年Wifi电子借助UWB、5G讯号作为载波同样能实现。

  固定振幅Wifi讯号在空旷的自然环境中传播时,三个转交端转交到升空端数据传输的讯号时,具有一差值(两束完全相同振幅的讯号发生时机相差的度数)。

  示意图,转交器一和转交器二在转交到升空端升空的讯号时,由于转交器距完全相同,转交的Wifi讯号具有差值。

  当三个转交器足够另有(大于半可见光),可消除差值的整周期模糊,能够惟一的确定来波的路径。示意图右图,其中λ为发送讯号可见光、Δφ 为转交器 转交到同一讯号的差值,θ为待求的讯号抵达视角(AoA),d 为三个转交器间的距,由图示关系可得:

  在三维正方形上,抵达视角θ可以获取三个为a的视角即实际所在的座标。则会存在一个以r为直径视角为a的圆形抛物线线,无法判断到底处于哪个边线,如下表所示图右图

  若要确定升空点在三维空间的具体座标,需要用到点阵转交器组合才能达到排序出具体座标的边线。点阵转交器以获取升空点地理纬度的排序方式并不复杂,借助正交转交器侦测器,同时有三个转交点转交器收到升空终端产品升空的讯号时,方可得到惟一的路径角,也即三个抛物线圆的交点。

  实际应用中,一般常用线阵、正方形阵、圆阵等完全相同的转交器侦测器进行讯号检测。线阵是一维的,所有转交器位于一条直线上,能以获取地理纬度。正方形阵和圆阵能以获取三维视角(地理纬度和俯仰角)。

  机房的布署度为H,透过 AOA 视角估计能获得从WifiAOA机房出发的一根伽马射线,该伽马射线和功能定位终端产品的度正方形相交便可获得正方形座标。从图中能看出,单机房的功能定位全面覆盖是以机房为中心的圆锥形区域,距机房越远,完全相同视角数值带来的正方形座标的变化越大,边线数值也就越大,越靠近机房功能功率密度越好。一般而言,机房的度的1.2倍,也即1.2H为机房的全面覆盖直径范围内,功能功率密度可达30~50cm。大于1.2H范围大于1.5H范围内,功能功率密度可达50~70cm。

  由于机房的全面覆盖面为圆锥形区域,可透过提高WifiAOA机房的布署度来提高机房的全面覆盖面,但机房的布署度最低不能超过10米,也即单个WifiAOA机房的全面覆盖直径为12~15米。

  WifiAOA机房单机房的全面覆盖面和布署度息息相关,功能定位全面覆盖面为布署度的1.5倍。比如说WifiAOA机房布署在5米高的地方,其全面覆盖直径为6米~7.5米

  WifiAOA的功能定位振幅最快可努力做到1秒10次,也就是功能定位终端产品每100ms需该台一次Wifi数据

  WifiAOA选用抵达视角功能定位演算法,相对于WifiRSSI功能定位演算法,不易受周遭的自然环境干扰让智能手机秒变个人电脑!但是在周遭金属、玻璃非常多的自然环境中,容易发生多径反射,导致功能定位出现偏差,如下表所示图右图:

  不是的,在布署WifiAOA机房时能与水准方面存在一定程度的夹。但是如果机房与水准世界地图有视角的话,对于演算法排序是有挑战的,建筑机房布署与水准世界地图呈水准安装角,夹角不能超过45度

  Wifi4.2中,选用WifiRSSI功能定位,功能功率密度最低只能努力做到2米,但Wifi5.1的,最低30cmAOA功能定位可努力做到公分级

  基于Wifi5.1的AOA功能定位能够努力做到与UWB功能定位一样的功能功率密度,也即30cm的功能功率密度;WifiAOA一个机房方可努力做到公分级功能定位,UWB若努力做到公分级功能定位,机房必须四个一组。在房间非常多的自然环境中,比如说养老院、监狱、看守所,WifiAOA功能定位用的机房更少,更有优势。并且选用Wifi芯片的功能定位终端产品价格要比UWB功能定位终端产品便宜不少。返回搜狐,查看更多