測向是通過將天線之間的距離差轉(zhuǎn)換為相位差來實(shí)現(xiàn)的。圖3 和圖 4 所示為使用兩天線模型，對(duì)無線信號(hào)的出發(fā)與到達(dá)的檢測原理。

圖 3  到達(dá)方向檢測

在多天線陣列接收單根天線發(fā)出的信號(hào)時(shí)，根據(jù)多根天線之間的到達(dá)方向不同，距離會(huì)有所不同（請參考圖 3）。如果到達(dá)角為θ，而天線之間的距離為d，則相位差f取決于天線之間的距離差dcos(θ)，公式為：f=2лdcos(θ)/λ 。這里，λ是信號(hào)波長，而接收端的到達(dá)角θ可從這兩個(gè)天線測量所得，并且：θ=arccos((fλ/(2лd))  —  請注意天線距離d信息存儲(chǔ)在接收設(shè)備配置文件中。相反，當(dāng)單天線接收到多天線發(fā)出的信號(hào)時(shí)，多天線的Tx方向?qū)?yīng)的距離存在差異（請參考圖 4）。通過檢測Rx側(cè)天線之間的相位差，可以找到偏離方向。

圖 4  出發(fā)方向檢測

到達(dá)角度（AoA）

為了檢測到達(dá)方向，如圖5所示，多天線分時(shí)接收單天線發(fā)送的信號(hào)的恒音擴(kuò)展（CTE）部分，并通過檢測天線之間的相位差來找到到達(dá)方向。另外利用每個(gè)天線之間的相位差來找到到達(dá)方向，因?yàn)镽x側(cè)已知天線位置關(guān)系和切換間隔。

圖 5 AoA 檢測

出發(fā)角度（AoD）

在檢測出發(fā)方向時(shí)，如圖6所示，單天線接收多天線分時(shí)發(fā)送的信號(hào)的恒音擴(kuò)展（CTE）部分，通過檢測天線之間的相位差來確定方向。由于此時(shí)Tx端以預(yù)定的時(shí)間間隔和天線順序發(fā)送信號(hào)，因此接收端可以根據(jù)數(shù)據(jù)包頭的時(shí)間信息來接收哪個(gè)位置和哪個(gè)天線的信號(hào)。知道天線位置關(guān)系和固定順序的一側(cè)（無論它是Tx還是Rx）可以從天線之間的相位差中找到出發(fā)方向。

圖 6   AoD 檢測

三、AoA/AoD物理層測試用例

在AoA和AoD測試用例中，恒音擴(kuò)展（CTE）的Tx和Rx性能將會(huì)影響其精度。為保證相位差檢測精度，藍(lán)牙射頻測試規(guī)范新增了表 2 中列出的 AoA 和 AoD 射頻測試用例。

表 2  AoA和AoD射頻測試用例 (RF-PHY.TS.p15)