新型無線技術將低功耗藍牙發射器和接收器與巧妙設計的天線陣列和復雜的應用軟件結合在一起，得益于這項新的無線技術，定位服務市場已經朝著新的方向發展。

測向解決方案

由專有軟件、硬件和天線組成的，與頻率和協議無關的新技術，使開發人員可以更輕松地將RF定位功能整合到最新產品中。

當您摸索位置服務市場時，您會發現世界上幾乎所有的東西都可以找到——從工業資產、商業產品、貴重物品，直到人、寵物和財產。

定位服務將使包括酒店、醫療保健、工業自動化和智慧城市在內的許多行業受益。例如，找到每年價值數十億美元的丟失物品，證明了日益可靠、高效和精確的定位服務可能會產生的重大影響。然而，資產跟蹤只是精確定位技術在世界范圍內發揮作用的一個示例，而社交距離、室內導航和情境零售則是其他的示例。

這些創造了一個重要的市場；到2024年基于藍牙技術的定位服務市場預計將達到每年5.38億個產品，五年復合年增長率（CAGR）為32% （包含ABI Research預測的2020年藍牙市場最新情況）。

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定位服務朝著新的方向發展

新型無線技術將低功耗藍牙發射器和接收器與巧妙設計的天線陣列和復雜的應用軟件結合在一起，得益于這項新的無線技術，定位服務市場已經朝著新的方向發展。

隨著藍牙5.1核心規范的引入，事情開始發展，該規范引入了測向功能（Direction Finding）。這項功能為實時定位系統（RTLS）的全新和改進用例提供了基礎，例如醫院和工廠倉庫中的資產跟蹤應用。該技術既可以用于靜態資產，也可以用于移動的資產，并且可以擴展到其他對象，例如人、牲畜，甚至是運動場上的冰球。

測向功能還可以在基于鄰近技術的場景（例如零售和教育應用）中豐富消費者的體驗。我們希望該技術能夠在微觀層次上（例如建筑物內部）進行室內定位，就像GPS在宏觀層次上進行室外定位一樣。

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定位服務的全新角度

測向技術旨在增強位置服務，位置服務以前僅使用基于信號強度的技術。藍牙技術具有通過接收信號強度指示（RSSI）進行接近檢測的功能，但由于環境的變化會影響定位精度，它不適用于一般距離測量。這種不精確性加上缺乏信號方向信息，使得單靠RSSI無法進行準確的位置估算。

測向功能基于到達角（AoA）和離開角（AoD）這兩個關鍵概念。當天線接收（AoA）或發射（AoD） RF信號時，AoA和AoD利用天線之間的角度相移。利用通信鏈路兩側的天線陣列，我們可以確定相移數據，并且將數據用于計算接收或發送信號的角度。通過結合角度信息與RSSI信息，可以提高定位精度，而且“測向”功能可以估算二維或三維下的目標位置。

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開發人員的實用解決方案

藍牙5.1規范是兩年多前推出的，但是發展步伐由于天線和實際系統所需的算法的復雜性而受到拖累。現在，總部位于美國加利福尼亞的科技企業IOSEA專業開發室內測向解決方案，它為開發人員提供基于Nordic的nRF52833 SoC的實用且精確的（藍牙5.1）測向解決方案。

IOSEA公司與頻率和協議無關的SEAgnal技術由專有軟件、硬件和天線組成，這使得開發人員可以更輕松地將RF定位功能集成到其最新產品中。SEAgnal解決方案設計用于在廣泛市場中的第三方設備和應用程序上啟用RTLS功能。

據IOSEA稱SEAgnal提供的AoA/AoD解決方案的角度精度為2度。該技術使用先進的信號處理方法來緩減多徑衰落和信號預濾波的影響，以便最大限度地減小信號處理算法的誤差和無線數據帶寬需求。

該公司表示將會把SEAgnal技術授權給芯片制造商、無線服務提供商、設備制造商和其他合作伙伴，以期實現 “價格適宜、無處不在和便捷”的位置查找服務。

Nordic實施功能

IOSEA的位置服務解決方案依賴于Nordic的nRF52833器件中的藍牙5.2 SoC，該芯片具有全部測向功能。該SoC的大容量存儲（512kB閃存和128kB RAM）可以同時支持AoA和AoD應用的接收器和發送器角色。它的無線電架構可提供-96dBm的RX靈敏度（在低功耗藍牙模式下為1Mbps），這是支持SEAgnal在更長距離上實現高測向精度的一項關鍵功能。

對于IOSEA解決方案，nRF52833用于控制交換天線陣列，采樣低功耗藍牙數據包，采樣對于AoA/AoD軟件的計算至關重要的同相和正交相信息（“IQ”信號信息）。IOSEA首席執行官Evangelos Kornaros指出，低功耗藍牙是RTLS應用的理想選擇，因為它需要的能量僅為替代無線協議所需能量的一小部分。他還表示，用于資產跟蹤和RTLS的低功耗藍牙標簽可以連續使用數月至數年，而無需更換電池。

原文刊于中電網

本文作者：Nordic半導體P?l Kastnes

編輯：jq