2 蓝牙信道探测的基础知识

蓝牙信道探测使用一种称为基于相位的测距 (PBR) 的常见技术来执行高精度距离测量。在 PBR 技术中，两个设备通过估算接收到的未调制信号与本地振荡器 (LO) 之间的相位偏移或相位差来测量它们之间的距离。请参阅节 8，了解基于相位的测距技术的基础知识以及实际系统中需要多载波相位测距系统的原因。多载波相位测距系统通过在多个射频频率下测量接收到的未调制信号与 LO 信号之间的相位差，以生成所测相位差与频率之间的关系曲线，从而用于确定两个设备之间的距离。

根据蓝牙信道探测，如果设备 A（发起者）正在测量到设备 B（反射者）的距离，则发起者通过发送未调制的音调开始测距。反射者测量传入信号相对于本地振荡器的相位，然后向发起者发送未调制的音调。随后，发起者测量传入信号相对于本地振荡器的相位。请参阅图 2-1。

图 2-1 蓝牙信道探测、基于相位的测距

该技术会在 2.4GHz 蓝牙频段（1MHz 频率步长）的多个频率下执行音调交换（发起者和反射者之间）和相位测量（在发起者和反射者上）。借助发起者和反射者的相位测量，在所有频率下对相对相位和设备本地振荡器之间的差异进行校正。经过相位校正后，将每个频率下测量的实际相位偏移/相移绘制为所测相位差与频率之间的关系曲线。在理想条件下，绘制相位差测量值与频率间的曲线会得到一条直线，其斜率代表发起者和反射者之间的距离。测得的相位差环绕在 2π 周围，因此需要进一步校正相位差，以计算有效斜率并确定发起者和反射者之间的距离。

然而，在现实世界中，从发起者的天线到发射者的天线，无线电信号可能会经过多条路径。这被称为多路径传播，可能会影响相位差测量，进而影响测距的分辨率和准确性。在存在通道损失的情况下，通过在增加的频率或音调下跨多条天线路径进行相位测量，并使用 IFFT、MUSIC（多信号分类）算法等高级信号处理，可以实现高精度的距离估算。

下一节详细介绍了信号探测规范草案 中概述的信道探测过程，用于收集相位测量数据以进行距离测量。