Zenn
Open4

位置推定

ble
matlab
pbr
ifft
位置推定
totemtotem

Channel Sounding

reference

https://docs.silabs.com/rtl-lib/latest/rtl-lib-channel-sounding-fundamentals/

https://www.ti.com/lit/an/swra791/swra791.pdf?ts=1752324992145&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F

https://wirelesspi.com/carrier-phase-based-ranging-in-indoor-multipath-channels/

https://www.musen-connect.co.jp/blog/course/product/ble-cs-measure-experiment/

https://qiita.com/hu11911/items/2f1f4ea271d97f6ae674

https://jp.mathworks.com/help/bluetooth/ug/estimate-distance-between-bluetooth-le-devices-by-using-channel-sounding-and-phase-based-ranging.html

https://devzone.nordicsemi.com/f/nordic-q-a/121985/regarding-i-and-q-measurements-on-the-nrf54l15-development-kits

to do

  • PBR/IFFTの原理確認

検証結果

  • 諸元
    　- 距離：30m
    　- 速度：0 m/s
    　- マルチパスモデル：Rician Fading
PBR IFFT
推定距離[m] 30.0029 30.0287
グラフ freq vs. phase freq vs. range

思ったこと/わかったことメモ

  • レーダーの多周波CWの変調方式に似ている
    http://ilab.ee.uec.ac.jp/5-1-2.html
  • 上記ページのように同一周波数のtoneを同じ時間間隔で繰り返し送信することができれば、ドップラー周波数も推定できると考えられる。しかし、Buletoothの場合はランダムホッピングのため困難？
  • PBRはinitiatorとreflectorのLO位相をキャンセルできるため、電波伝搬のIQ応答が得られる
  • BLE6.0では1MHzもしくは2MHz間隔でtone信号を生成し、最大72toneを使用可能。物理的な最大帯域幅72MHz
  • 周波数軸方向に72chのIQ信号が取得できる。この72chの信号から位相を取り出すことで、周波数 vs. 位相の一次関数の傾きを推定でき、PBRの計算式に当てはめて距離推定ができる。また、この72chの信号を用いてIFFTを行うことで時間方向のCIRを得て、そのインパルス応答の最初のピーク値から距離推定ができる。
  • このSimで送信から信号処理までとPBR/IFFTの原理は確認できた
  • このSimでは、SiliconLab社報告のドップラー周波数による精度悪化やムセンコネクト社のPBRの距離オフセット誤差は再現できていない