Bluetooth Angle of Departure for indoor industrial environments: Improving Carrier Frequency Offset estimation and exploiting frequency-dependent reflections to reduce measurement error

Bluetooth 5.1 introduserte en egenskap kalt 'Direction Finding' som gjør det mulig for two Bluetooth enheter å finne vinkelen mellom hverandre med hjelp av antenne-array. Men Bluetooth spesifikasjonen spesifiserer ikke mer enn lav-nivå antennemåling og bytting, og det er opp til programmereren å prosessere dataen til vinkel-estimater. Dette er ikke trivielt. En del av oppgaven er å forbedre Carrier Frequency Offset estimering (som er et stort problem for Bluetooth direction finding) slik at den kan kjøres i sanntid på innvevde systemer. Dette gjøres med teknikker fra numerisk optimisering og resultatet er en metode som er flere ganger raskere enn tidligere. En klassisk beamformer fra fagbøker brukes for vinkelestimering, men en stor utfordring er refleksjoner som negativt påvirker vinkel-estimatene. Det er ikke lett å finne informasjon på hvordan disse effektene kan reduseres. Vi benytter simuleringer og eksperimenter i et AutoStore varelager for å undersøke tre hypoteser: H1: Refleksjoner er svært frekvensavhengige ved innendørs bruk på grunn av geometrien til refleksjonene og den direkte målingen: En liten endring i bølgelengde endrer resultatet annerledes for de to signalene. H2: Kombinering av flere frekvenser gir bedre resultat H3: Å lete etter flere løsninger av vinkler er viktig Alle disse tre er vist både teoretisk og praktisk til å stemme. Vi viser at å benytte flere frekvenser kan redusere snittfeilen fra 19.3 grader til 3 grader i noen tilfeller. Forfatteren av denne oppgaven er ansatt hos AutoStore hvor han jobber med et prosjekt som stammer fra bacheloroppgaven hans. Resultatet av denne masteroppgaven kan være interessant for AutoStore og firmaet har tillatt bruk av deres testanlegg og støttet prosjektet med omtrent 20.000 NOK i utstyr og reiseutgifter.