在线状态校准

本页提供了针对搭载 Android 14 及更高版本的设备的在线状态校准要求的设置和校准说明。

背景

为了确保用户的智能设备可以很好地协同运行,必须确保 Android 生态系统中的所有设备都能确定设备间的相对距离。Android 14 引入了在线状态校准要求,其中概述了用于确定邻近性的可用无线技术(例如 UWB、Wi-Fi 和 BLE)的可接受性能。 本页介绍了为确保生态系统中所有设备之间的互操作性,设备必须遵循的校准标准。

参照设备

如需校准设备以满足在线状态要求,请使用以下参照设备之一进行所有校准。

  • (推荐)Pixel 手机
  • 如果不使用 Pixel 手机,请使用与受测设备相同的品牌和型号设备。

外形规格

在线状态校准对于所有设备类型的 Android 设备而言都非常重要。对于手机以外的设备,要确定设备的适当校准设置,请考虑当手持手机(参照设备)的用户在与被测设备 (DUT) 进行交互时,将如何对用户进行定位。例如,在校准电视时,使电视与手机相距适当的距离,并调整手机的方向,使其正对电视屏幕的中央。

UWB 要求

本部分介绍如何校准设备以满足 CDD 中的以下 UWB 要求:

7.4.9 UWB

如果设备实现包含 UWB 硬件,则:

  • [C-1-6] 对于在非反射室中相距 1 米的视线环境中进行的测量,必须确保 95% 的测量结果符合以下条件:距离测量结果在 +/-15 厘米的范围内。
  • [C-1-7] 必须确保在与参考设备相距 1 米处进行测量时,测量结果的中位数在 [0.75 米,1.25 米] 以内(要测量被测设备顶部边缘与地面的真实距离,被测设备正面朝上且倾斜 45 度)。

UWB 校准设置

使用以下设置校准您的设备以满足 UWB 要求。

常规设置要求

  • 需要两台包含 UWB 硬件的设备,一台用作 DUT,另一台用作参照设备。

  • 还需要两个三脚架来托持设备。

  • DUT 与参照设备必须在非反射室的视线环境中相距 1 米。两个设备必须纵向放置,且屏幕背对着对方。

UWB 校准设置的示例,如图 1 和视频 1 所示。

BLE 校准的参考设置

图 1. UWB 校准的参考设置。

视频 1. UWB 校准的参考设置。

要求 [C-1-6] 和 [C-1-7]

如需验证是否符合要求 [C-1-6] 和 [C-1-7],请运行 RangingMeasurementTest#test_distance_measurement_accuracy 多设备 CTS 测试用例,以测量距离。这是一个手动 CTS 测试。

run cts -m CtsUwbMultiDeviceTestCase_RangingMeasurementTests -t RangingMeasurementTest#test_distance_measurement_accuracy

如果您有两台以上的设备连接到 CTS 主机,请在 run cts 命令中指定 DUT ID 和参考设备 ID。

run cts -m CtsUwbMultiDeviceTestCase_RangingMeasurementTests -t RangingMeasurementTest#test_distance_measurement_accuracy --shard-count 2
-s DUT_ID -s REFERENCE_DEVICE_ID

多设备 CTS 测试用例在 DUT 与参照设备之间发起 UWB 范围会话,并对 DUT 进行 1,000 次测量。然后,该测试会自动处理测量结果,并通过执行以下操作来判断设备测试是通过还是失败:

  1. 按升序排序 1000 个测量值。
  2. 计算范围,公式为 [范围 = 第 975 个测量值 - 第 25 个测量值]。
  3. 在多设备 CTS 测试中报告范围。如需通过验证,范围必须小于 30 厘米
  4. 在多设备 CTS 测试中报告中位数值(第 500 个)。要通过验证,该值必须在 [0.75 米, 1.25 米] 的范围内

Wi-Fi 邻近感知网络要求

本部分介绍如何校准设备以满足 CDD 中快照的 Wi-Fi 近邻感知网络 (NAN) 要求(快照快照):

2.2.1. 硬件

如果设备通过声明 PackageManager.FEATURE_WIFI_AWARE 支持 Wi-Fi 近邻感知网络 (NAN) 协议,及通过声明 PackageManager.FEATURE_WIFI_RTT 支持 Wi-Fi 位置信息(Wi-Fi 往返时间 - RTT),则:

  • [7.4.2.5/H-1-1] 根据通过 WifiRttManager#startRanging Android API 观察到的测距结果,对于在 10 厘米、1 米、3 米和 5 米的距离上进行的测量,报告范围时必须在 160 MHz 带宽的第 68 个百分位处精确到 +/-1 米以内(使用累积分布函数计算得出);在 80 MHz 带宽的第 68 个百分位处精确到 +/-2 米以内;在 40 MHz 带宽的第 68 个百分位处精确到 +/-4 米以内;在 20 MHz 带宽的第 68 个百分位处精确到 +/-8 米以内。

  • [7.4.2.5/H-SR] 根据通过 WifiRttManager#startRanging Android API 观察到的测距结果,对于在 10 厘米的距离上进行的测量,报告范围时强烈建议在 160 MHz 带宽的第 90 个百分位处精确到 +/-1 米以内(使用累积分布函数计算得出);在 80 MHz 带宽的第 90 个百分位处精确到 +/-2 米以内;在 > 40 MHz 带宽的第 90 个百分位处精确到 +/-4 米以内;在 20 MHz 带宽的第 90 个百分位处精确到 +/-8 米以内。

要求 [7.4.2.5/H-1-1]

如需验证是否符合要求 [7.4.2.5/H-1-1],请执行以下操作:

  1. 在 DUT 和参考设备上安装(如果之前未安装)并打开 CTS 验证程序应用 (CTS-V)。这项要求的 CTS-V 测试位于 Presence Test > NAN Accuracy Test 下。

  2. 将 DUT 放置在与参考设备相距 10 厘米处的测试距离处,并且两台设备之间没有任何物品。

  3. 在参照设备的测试屏幕上,确保已选中 Is reference device 复选框,然后点按 Start publish

  4. 在 DUT 上的 CTS-V activity 中选择 10 厘米的测试距离,然后点按 Start Test。然后,CTS 验证程序会执行 100 次测量,并计算测量范围并将其记录到 CTS-V 日志中。测试完成后,在 DUT 上的 CTS 验证程序应用中验证计算的范围是否处于预期范围内。

  5. 针对 1 米、3 米和 5 米等其他测试距离重复第 1-4 步。如果所有测试距离的范围都在预期范围内,则通过测试。否则,CTS-V 屏幕上会显示测试失败的测试距离。

BLE RSSI 要求

本部分介绍如何校准设备以满足从 CDD 捕获的以下 BLE RSSI 要求:

7.4.3. 蓝牙

如果设备实现声明 FEATURE_BLUETOOTH_LE,则:

  • [C-10-1] 对于在视线环境中与以 ADVERTISE_TX_POWER_HIGH 进行传输的参考设备相距 1 米时进行的测量,必须有 95% 的 RSSI 测量结果在 +/-9dBm 的范围内。
  • [C-10-2] 必须包含 Rx/Tx 修正以减小每个通道的偏差,以便在各个天线(如果使用多个天线)上对这 3 个通道分别进行测量时,95% 的测量结果彼此之间的偏差都不超过 +/-3dBm。
  • [C-10-3] 必须测量并补偿 Rx 偏移,以确保在与以 ADVERTISE_TX_POWER_HIGH 进行传输的参考设备相距 1 米时,BLE RSSI 中位数为 -55dBm +/-10 dBm。
  • [C-10-4] 必须测量并补偿 Tx 偏移,以确保从相距 1 米且以 ADVERTISE_TX_POWER_HIGH 进行传输的参考设备进行扫描时,BLE RSSI 中位数为 -55dBm +/-10 dBm。

校准设置

使用以下设置校准您的设备以满足 BLE RSSI 要求。

常规设置要求

  • 为了获得最佳结果,请使用消声室将对测量的干扰降至最低。如果不使用消声室,请将两个三脚架分别与参考设备和设备和 DUT 设备相距 1.5 米,并在天花板上留出类似的提升空间。
  • 需要使用两个三脚架连接到设备支架。
  • 使用尽可能少的金属的三脚架。
  • 尽可能使用金属数量更少的设备支架。可以选择小金属弹簧。
  • DUT 和参照设备的 1 米范围内不得有任何金属物体。
  • 参照设备和所有 DUT 必须充满电,才能完成测试。
  • 在测试期间,参照设备和当前 DUT 必须处于未插电状态。
  • 参照设备和 DUT 不得随带保护壳、连接线或任何其他可能会影响射频 (RF) 性能的物品。

BLE 校准的参考设置

图 2. BLE 校准的参考设置

要求 [C-10-1]

如需验证是否符合要求 [C-10-1],请执行以下操作:

  1. 在 DUT 和参考设备上安装(如果之前未安装)并打开 CTS 验证程序应用 (CTS-V)。这项要求的 CTS-V 测试位于 Presence Test > BLE RSSI Precision Test 下。

  2. 按照 BLE 校准设置操作,将 DUT 放置在距离参考设备 1 米的测试距离处。

  3. 点按 Start advertising(参照设备上),然后按照 DUT 屏幕上的说明输入特定于参考设备的设备 ID(会在广播启动后显示在参考设备上)。点按 DUT 上的 Start Test

  4. 完成数据收集(在 DUT 上收集 1000 次扫描)后,测试会自动通过或失败,具体取决于计算的范围。如需通过验证,范围必须小于或等于 18 dBm

要求 [C-10-2]

如需验证要求 [C-10-2],请执行以下操作:芯片供应商可以测量信道平坦度并识别核心与信道之间的差异。以下实用提示描述如何识别未校准核心和未校准信道的问题,这两个问题可能会导致 RSSI 出现较大跨度。

未校准核心

如果设备上的 BT 天线有多个核心,这些核心的校准水平可能会有所不同。进行一些测量(至少 1 分钟),并检查扫描数据。如果您发现类似于图 3 所示的图案,该图案由于在多核上扫描而出现常规峰值(如圆圈所示),所以可能说明存在未校准核心问题,需要进行进一步调查。

具有未校准核心的设备的扫描数据示例

图 3. 具有未校准核心的设备的扫描数据示例

未校准信道

传统 BLE 上的传输基于三个信道。每个信道都可能存在与之相关的差异。信道以固定的时间间隔轮换。 进行一些测量(至少 1 分钟),并检查扫描数据。如果看到与图 4 所示图案相类似的图案,则说明不同信号上的校准可能存在问题,需要进一步调查。

具有未校准信道的设备的扫描数据示例

图 4. 具有未校准信道的设备的扫描数据示例

要求 [C-10-3] 和 [C-10-4]

即使 BLE 无线装置芯片是完全校准的,特定设备观察到的 RSSI 也取决于特定产品(设备型号)的天线质量和天线位置。这就会导致设备之间的互操作性问题。

例如,请设想这样一个汽车解锁用例。应用开发者可能希望在设备与汽车相距 1 米以内时解锁汽车。开发者根据他们用手机观察到的结果选择 -60 dBm 的阈值,但由于天线质量和天线位置不同,即使两台设备使用相同的芯片,二者也无法正常运行。

为实现生态系统中所有设备的互操作性,您必须测量每台设备的 Rx 偏移,并调整设备上报告的 RSSI 以确保 BLE RSSI 符合 ADVERTISE_TX_POWER_HIGH 条件下的 1 米标准。

即使 BLE 无线装置芯片是完全校准的,理想接收器也会因发出广播的设备上的天线质量和天线位置不同而读取到不同的 RSSI。Rx 要求可确保在所有其他条件相同的情况下,所有设备都能发出具有相同强度的广播。

对于搭载 Android 14 及更高版本的设备,如需验证是否符合 Rx 和 Tx 要求,请执行以下操作:

  1. 在 DUT 和参照设备上安装(如果之前未安装)并打开 CTS 验证程序应用 (CTS-V)。这项要求的 CTS-V 测试位于 Presence Test > BLE Rx/Tx Offset Precision Test 下。

  2. 按照 BLE 校准设置操作,将 DUT 放置在距离参考设备 1 米的测试距离处。我们建议将设备设计为朝向彼此平行,且屏幕朝向相同的方向。

  3. 点按 Start advertising(参照设备上),然后按照 DUT 屏幕上的说明输入特定于参考设备的设备 ID(会在广播启动后显示在参考设备上)。

  4. 点按 DUT 上的 Start Test。在此测试中,为了验证 Rx 要求,参照设备会在启动广播的同时在后台执行扫描。

    当数据收集完成(在两台设备上收集的 1000 次扫描)后,如果为 Rx 和 Tx 测试计算出的中位数(第 500 次测量)介于 -65 dBm 到 -45 dBm 之间,则测试通过。如果为 Rx 或 Tx 测试计算出的测量值不在可接受的范围内,此测试会失败。

  5. 校准设备以补偿 Rx 偏移和 Tx 功率,以确保 RSSI 中位数为 -55 dBm

    • Rx:通过将 bluetooth.hardware.radio.le_rx_path_loss_comp_db 系统属性设置为补偿 Rx 偏移的值 (dB) 来调整 RSSI,以确保 BLE RSSI 中位数为 -55 1 米时的 dBm。蓝牙堆栈将 RSSI 调整为 RSSI 加上 bluetooth.hardware.radio.le_rx_path_loss_comp_db 的值。如需了解详情,请参阅 le_scanning_manager.cc

    • Tx:通过将 bluetooth.hardware.radio.le_tx_path_loss_comp_db 系统属性设置为补偿 Tx 功率的值 (dB) 来调整 Tx 电源,从而确保 BLE RSSI 中位数为 - 1 米时为 5 dBm。蓝牙堆栈将 Tx 功率调整为 Tx 功率加上 bluetooth.hardware.radio.le_tx_path_loss_comp_db 的值。如需了解详情,请参阅 le_advertising_manager.cc