低功耗蓝牙 (BLE) 物理层规范 - Channel Sounding (CS)1. 基础概念与调制专属 PHYCS 功能使用LE 2M 2BT PHY该物理层仅能用于 CS 功能。其传输速率为2 Msym/s2~Msym/s2Msym/s且带宽-比特周期乘积为BT2.0BT2.0BT2.0。调制方式CS_SYNC 数据包的传输不仅适用 LE 1M、LE 2M 等高斯频移键控 (GFSK) 的要求CS 自身还额外引入了振幅键控 (ASK)的调制方案。当使用 ASK 时通过在特定时间段内以固定频率发射固定幅度的载波波形来发送符号。2. 频段与信道分配信道数量支持 CS 的 LE 系统使用72 个 RF 信道进行 CS 交互。频率计算中心频率公式为2402k2402 k2402kMHz。其中kkk的取值范围为 2 到 22 以及 26 到 76 的整数。3. 发送器特性3.1 CS 步骤的调制特性当 CS 步骤中存在 CS_SYNC 包且使用 LE 2M 2BT PHY 时符号中心的最小频偏决不能低于420 kHz。3.2 SNR 输出控制在 mode-1 和 mode-3 步骤中传输 CS_SYNC 包时设备可调整其信噪比 (SNR) 输出。规范定义了 5 个不同的 SNR 输出等级 (通过 SOI: SNR Output Index 标识)SOI 0: 18 dBSOI 1: 21 dBSOI 2: 24 dBSOI 3: 27 dBSOI 4: 30 dB误差要求实际 SNR 控制误差必须满足≤3\le 3≤3dB且附加误差随机性的标准差在 95% 的步骤中需≥0.25\ge 0.25≥0.25dB。3.3 相位稳定性支持 CS 的设备必须能够在T_PM_MEAST\_PM\_MEAST_PM_MEAS(等于 mode-2 的持续时间) 期间生成相位稳定的 RF 信号。指标去趋势处理后的绝对零均值相位向量中95% 的值必须小于或等于 20 度。3.4 频率测量与生成每个 CS 子事件包含MMM个 mode-0 步骤和KKK个非 mode-0 步骤。FFO (分数频率偏移, Fractional Frequency Offset)对于所有 mode-0 步骤FFO 的绝对值必须小于 50 ppm。同一子事件内各 mode-0 步骤间的 FFO 差异必须小于 1 ppm。传输中心频率限制在任何非 mode-0 步骤中传输的 CS_SYNC 包的中心频率与其预期传输频率 (fE[k]f_E[k]fE[k]) 的偏差在 95% 的情况下不得超过20 kHz。4. 天线切换支持多天线阵列的 CS 设备可以在 CS 步骤的相位测量周期内切换天线。天线路径 (Antenna Paths, N_AP)表示发起方和反射方天线选择的组合。N_AP 的数量最少为 1最多为 4 (AP1, AP2, AP3, AP4)。天线配置索引 (ACI, Antenna Configuration Index)支持以下四大类 8 种具体配置1:1配置 (双方各 1 根天线)1:N_AP配置 (设备 A 1根设备 B 2~4根)N_AP:1配置 (设备 A 2~4根设备 B 1根)2:2配置 (双方各 2 根总路径数为 4)5. 相位测量5.1 本地频率驱动误差校准如果设备 (发起方或反射方) 知晓本地的频率驱动误差 (LFAE)则必须对该误差导致的相位旋转进行补偿。此补偿同时适用于 CS tone 的相位测量以及 CS_SYNC 中测深序列 (sounding sequence) 载荷的相位提取。PCT (Phase Correction Term) 方程式必须包含由于时间差产生的校准项。5.2 相位测量时序PCT 的值是在长度为T_PMT\_PMT_PM的相位测量周期内测量得出的。排除周期为了补偿设备时钟漂移接收端定义了1μs\mu sμs的 tone 测量排除周期在排除周期之间的部分才是 tone 的有效区域。Tone 的相位会因频率驱动误差而产生线性增减。设备在进行测量时只应针对自身的 LFAE 进行补偿不应补偿测量期间观察到的任何其它残余频率误差。此外频偏不应影响 PCT 中用于传递接收信号幅度的振幅值。