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mimo和siso信道的关系是什么,siso信道仿真结果在mimo信道
在无线通信的世界中,MIMO(多输入多输出)与SISO(单输入单输出)信道的关系犹如航船在海洋中的航行方式,一个追求极致的性能提升,一个则保持着基础的稳定。
mimo和siso信道的关系是什么,siso信道仿真结果在mimo信道单路输入单路输出 (SISO) 是无线电广播、电视广播以及早期第一代蜂窝电话的传统配置。这种单一信道包括无线链路上出现的 LOS路径和所有多径。
SISO信道:一发射一接收,各具一个天线。 SIMO信道:一发射多接收,发射器一个天线,接收器多个天线。 MISO信道:多发射一接收,发射器多个天线,接收器一个天线。 MIMO信道:多发射多接收,发射器与接收器皆为多个天线。每种情况的分析如下图所示。
蓝牙信标RSSI定位原理
蓝牙RSSI定位依赖于蓝牙0以上协议,基于信号衰减与距离之间的相关性进行定位。通常,发射端为蓝牙信标,接收端则为智能手机。在蓝牙设备广播过程中,信号接收端与发射端之间的距离越远,接收到的RSSI信号强度越弱,反之越强。实际应用中,RSSI信号强度通常以dBm表示,为负值。信号值越大,代表信号越强。
蓝牙室内定位的基本原理是,通过测量蓝牙信号强度(RSSI,Received Signal Strength Indicator)来确定设备与蓝牙信标(beacon)之间的距离。由于蓝牙信号在室内环境中的传播特性相对稳定,因此可以通过这种方式来估计设备的位置。
工作原理:1)在需要定位的区域内铺设蓝牙信标(iBeacon),一般至少需要铺设3个蓝牙信标(iBeacon)(因为定位算法要求至少知道三个点的RSSI值才能准确地计算定位);2)蓝牙信标(iBeacon)会每隔一定的时间广播一个数据包到周围;3)当终端设备(智能手机、蓝牙工卡等,为蓝牙主机角色。
终端侧定位系统由终端设备(如嵌入SDK软件包的手机)和beacon组成。其具体定位原理是:首先在区域内铺设蓝牙信标。beacon不断的向周围广播信号和数据包。当终端设备进入beacon信号覆盖的范围,测出其在不同基站下的RSSI值,然后再通过手机内置的定位算法测算出具体位置。
室内定位是怎么实现的?
〖壹〗、 室内定位是指在室内环境中实现位置定位,主要采用无线通讯、基站定位、惯导定位等多种技术集成形成一套室内位置定位体系,从而实现人员、物体等在室内空间中的位置监控。以下是八种室内定位的具体介绍:WiFi定位技术,定位方法是场景分析法,其定位精度由于覆盖范围的不同,可以达到2-50m。
〖贰〗、 蓝牙网络侧室内定位由蓝牙终端(如可穿戴蓝牙设备、蓝牙手环等)、蓝牙网关,无线局域网及后端数据服务器构成。
〖叁〗、 室内定位技术主要依赖基站定位、WiFi定位和蓝牙定位等方法。例如,SKYLAB提供了一种基于蓝牙Beacon的室内定位方案。 该方案的原理是利用Beacon作为小型信息基站,向室内环境中的移动设备发送信号。这些信号可以被用于多种应用,如室内导航、移动支付、店内导购、人流分析和物品追踪等。
Bluetooth5.1DirectionFinding:AoA和AoD定位功能介绍
AoA方法适用于追踪发送蓝牙低功耗(BLE)信号的发射器,通过检测信号的相位差来确定发射器的方向。而AoD方法适用于发射器固定的场合,如室内导航,通过分析信号的相位变化来确定发射器的方向。实现蓝牙1的方向定位功能,需要芯片制造商提供硬件支持以及软件协议栈支持,包括定向数据包和定位算法。
蓝牙1规范引入了方向查找功能,显著提升了定位服务。该功能引入了到达角(AoA)和离开角度(AoD)定位,使开发人员在二维或三维空间中更准确地确定蓝牙发射器的位置。通过检测信号方向,定位精度可达米级。在IoT设备的室内定位技术中,基于RSSI的定位服务通过多次距离测量实现定位评估。
年1月29日,蓝牙技术联盟(SIG)宣布推出全新“寻向功能”(direction finding),该功能有望为基于位置服务的蓝牙解决方案带来显著的性能提升。
方向角度估计算法:ESPRIT算法简介
〖壹〗、 ESPRIT算法是一种用于方向角度估计的自适应方法,它基于相干矩阵参数估计,适用于无线定位问题中的信号到达角(AoA)和出发角(AoD)分析。在转向向量中,信号到达当前天线与到达前一个天线之间的相位偏移保持恒定。通过计算,可获得一个对角矩阵,矩阵元素表示信号从一个天线到下一个天线的相移。
〖贰〗、 ESPRIT算法:利用信号子空间旋转不变性,估计两个传感器之间的相位差以确定DOA。MVDR/Capon波束形成器:通过最小化接收信号中的噪声和干扰,优化输出信号功率,保持对所需信号方向的响应。Capon波束形成器旨在通过使用接收信号协方差矩阵逆作为权重向量,实现此目标。
〖叁〗、 ESPRIT算法中的旋转不变概念,指的是在两个阵列的流形矢量中,除去共享的旋转相位,其他部分保持不变。以等间隔的N元线型阵列为例,阵列间隔为d,信号波长为λ。
〖肆〗、 某些针对窄带信号的分析结果和算法不适用于宽带信号,原因在于宽带信号的特性与窄带信号有所不同。例如,在方向角估计中,基于窄带信号假设的MUSIC、ESPRIT方法及其改进算法,在处理宽带信号时性能会下降。
什么是蓝牙AOA定位系统?
〖壹〗、 在蓝牙1中实现的到达角度(AoA)方法中,例如实时定位系统(RTLS)中的标签之类的设备从单个天线发射信号。接收器包含多个天线,因为每个接收天线到发射天线的距离不同,从而接收器可以得出相位差。
〖贰〗、 这是一种定位技术,通过测量信号从发射源到接收端的角度来确定位置,它属于基于测距的定位算法。硬件设备能够捕捉信号的方向,然后利用三角测量或其他方法计算未知节点的具体位置。AOA在无线传感器网络中尤其常见,因为它具有通信开销低的优点。
〖叁〗、 AoA方法适用于追踪发送蓝牙低功耗(BLE)信号的发射器,通过检测信号的相位差来确定发射器的方向。而AoD方法适用于发射器固定的场合,如室内导航,通过分析信号的相位变化来确定发射器的方向。实现蓝牙1的方向定位功能,需要芯片制造商提供硬件支持以及软件协议栈支持,包括定向数据包和定位算法。
〖肆〗、 蓝牙AoA定位技术利用信号到达角度实现设备定位,特别适用于室内环境。定位的关键设备包括蓝牙定位基站与beacon。基站接收信号,通过角度和强度数据计算位置;而beacon广播标识符,基站接收并计算设备位置。
〖伍〗、 在AOA和AOD工作时序与图案方面,发射AOA CTE包时,发射天线工作时序不变,而接收阵列天线工作时序变化;发射AOD CTE包时,发射天线工作时序变化。天线个数不同,支持不同的工作时序。蓝牙测向定位技术在物联网、智能家居、导航系统等领域具有广泛的应用前景。
〖陆〗、 基于信号到达角度(AOA)的定位算法是一种常见的无线传感器网络节点自定位算法,算法通信开销低。AOA原理示意 应用特性:近来 AOA主要应用的技术领域有蓝牙、UWB,利用AOA计算方法,可在室内定位应用领域形成较为有效的高精度效果。
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