TI AOA CC2640R2F环境搭建

工具安装

http://dev.ti.com/tirex/content/simplelink_academy_cc2640r2sdk_2_40_03_00/overview.html 查看aoa使用指导

http://dev.ti.com/tirex/explore/node?node=AHckEvhg0Y3xs5rlangU2w__FUz-xrs__LATEST&search=Angle%20of%20Arrival%20BoosterPack 查看天线板安装手册

https://dev.ti.com/gallery/search/rtls# 下载离线客户端 

http://www.ti.com.cn/tool/cn/launchxl-cc2640r2?keyMatch=launchxl-cc2640r2&tisearch=Search-CN-Everything#technicaldocuments 下载SDK包

http://processors.wiki.ti.com/index.php/Download_CCS 下载ccs

1. sdk安装
2. ccs安装
3. gcruntime-7.1.0-windows-installer安装
4. RTLS_Monitor_0.9.2_installer_win安装

硬件

1、3块lanuchpad和一块BOOSTXL-AOA

 

工程导入和下载

参考目录下的文档：

/simplelink_cc2640r2_sdk_3_10_00_15/examples/rtos/CC2640R2_LAUNCHXL/blestack/rtls_master/readme.html

RTLS Master

\simplelink_cc2640r2_sdk_3_10_00_15\examples\rtos\CC2640R2_LAUNCHXL\blestack\rtls_master

导入之前，修改build_config.opt 取消注释-DRTLS_LOCATIONING_AOA

RTLS Slave

同master

RTLS Passive

 

导入的工程如下：

 

 

下载三个程序到三块lanuchpad中，rtls_passive对应安装BOOSTXL-AOA的板子。

 

客户端

\simplelink_cc2640r2_sdk_3_10_00_15\tools\blestack\rtls_agent

 

rtls_agent_cli.exe

 

RTLS_Monitor 0.9.3

 

文档说明：

\simplelink_cc2640r2_sdk_2_40_00_32\examples\rtos\CC2640R2_LAUNCHXL\blestack\rtls_master下的readme文件

术语说明

AOA适用于接收器具有RF开关，多个天线，可以在receiving direction finding packets时切换天线和捕获I/Q样本。

AOD使用发送器具有RF开关，多个天线，并且在发送 direction finding packets时可以切换天线；并且接收器只需要一个天线，但在接收direction finding packets时可以捕获I/Q样本。

蓝牙5.1标准支持发送direction finding packets：

Period advertising:周期性广播，也称为无连接CTE

Connection：可连接CTE

CTE:Constant Tone Extension，恒定音调扩展：

CTE是连续1的一部分，并且没有开启白化，实际上是载波顶部的+250khz波。在蓝牙规范5.1中，周期性广播包和可连接广播包都可以在CRC之后包含CTE。CTE只能使用未编码的PHY发送。

原理

AOA/AOD和无连接和连接CTE理论相同的，例程采用连接CTE Aoa，例程AoA测量分为三个步骤：

1）通过对I/Q进行采用来收集相位信息

当两个或更多个天线彼此隔开给定距离放置时，它们接收的RF信号将具有与它们各自距离发射器的距离之间的差值成比例的相位差。通常，来自一个天线的信号将来自另一个天线的信号的延迟版本。如果他们足够接近（相对中心之间小于^（波长）/2，可以始终确定哪个更靠近发射机。这些路径长度差异将取决于相对于阵列中的天线的输入RF波的方向。为了准确地测量相位差，无线电波包必须在不使能白化包含一段恒定音调（constant tone），不使能白话，不能引起相位偏移。

2）计算天线之间的相位差

可以通过顺序地将至少两个天线连接到同一个接收器来测量相位差。

下图来自两个天线的信号矢量。如果所有天线are positioned in line并且具有固定的距离d，则相邻天线之间的相位差将是恒定的。

为了获得好的相位估计，应该去除信号中的所有其它有意引入的相位偏移。Connection CTE AoA解决方案通过在数据包末尾添加CTE来实现此目的。

 

 

Data Physical PDU format

上图包中的灰色部分表示是可选的，仅当设置了CP位，才启用CTE；CTE扩展的详细信息由CTEinfo字段指定。

这使得接收器首先有时间同步解调器，然后将CTE的I/Q采样值存储到RADIO RAM中。然后由应用层提取I/Q数据。

I/Q样本用于估计天线之间的相位差。当接收器获得AOA数据包时，RF内核将触发事件，开始启动天线切换。RF内核将在CTE保护期后开始对I/Q数据进行采样，并且存储在radio ram中。

通过比较从不同天线收集的I/Q数据，用户可以获得天线之间的相对相位差。

3、将相位差转换为到达角

最后一步是将相移（Φ）转换回AoA（Θ）。 请记住，如果Φ为负，则意味着天线2位于天线1和Θ之前。

入射波和天线阵列之间的角度是Θ。 基于下面的图片，我们知道sin（Θ）= r / d，并且d是已知的天线1和天线2之间的距离。 然后我们需要找出的是r。

r是到达天线1后入射波需要行进到天线2的距离。我们发现天线1和天线2之间的相位差是Φ，因此额外距离r等于输入信号的波长*Φ/（2Π）。

r =Λ*Φ/（2Π）

例程：

通过天线设计得到到达角与相位差的线性结果，并且结果与因此无需第三步。

In rtls_passive example, you might notice that step 3 is not implemented. The reason is simply because by step 2 using our BOOSTXL-AoA we already have linear result from +/-90 degree using antenna pair[1,2] and pair[2,3]. Therefore all we need is to have a look up table to do the fine tuning.This saves computation time/current consumption compared to doing another arcsin function.We also tried to do arcsin, but the result is pretty much the same as adding gain and offset after step 2.

AOA使用什么技术来识别入射波的方向？

入射到天线阵列的波频率的差异

入射到天线阵列的相位差