Anwesenheitskalibrierung

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Auf dieser Seite finden Sie eine Anleitung zur Einrichtung und Kalibrierung für Geräte mit Android 14 und höher.

Hintergrund

Damit die Smart-Home-Geräte der Nutzer gut zusammenarbeiten, müssen alle Geräte im Android-System die relative Nähe zwischen Geräten bestimmen können. Unter Android 14 gelten Anforderungen an die Präsenzkalibrierung, die die zulässige Leistung der verfügbaren Funktechnologien wie UWB, WLAN und BLE beschreiben, die zur Bestimmung der Nähe verwendet werden. Auf dieser Seite werden die Kalibrierungsstandards beschrieben, die Geräte einhalten müssen, um die Interoperabilität zwischen Geräten im System zu gewährleisten.

Referenzgerät

Verwenden Sie für die Kalibrierung Ihres Geräts zur Erfüllung der Anwesenheitsanforderungen eines der folgenden Referenzgeräte.

• (Empfohlen) Ein Pixel Smartphone
• Wenn Sie kein Google Pixel verwenden, verwenden Sie dasselbe Modell wie das zu testende Gerät.

Formfaktoren

Die Anwesenheitskalibrierung ist für Android-Geräte aller Formfaktoren wichtig. Bei anderen Formfaktoren als Smartphones sollten Sie die geeignete Kalibrierungseinstellung für das Gerät ermitteln, indem Sie sich überlegen, wie ein Nutzer, der ein Smartphone (Referenzgerät) hält, positioniert wäre, wenn er mit dem Testgerät interagiert. Wenn Sie beispielsweise einen Fernseher kalibrieren, stellen Sie den Fernseher und das Smartphone in einem angemessenen Abstand voneinander auf und richten Sie das Mobilgerät so aus, dass es auf die Mitte des Fernsehbildschirms zeigt.

UWB-Anforderungen

In diesem Abschnitt wird beschrieben, wie Sie Ihr Gerät so kalibrieren, dass es die folgenden UWB-Anforderungen in der CDD erfüllt.

7.4.9 UWB

Wenn Geräteimplementierungen UWB-Hardware enthalten, gilt Folgendes:

• [C-1-6] Die Entfernungsmessungen müssen für 95 % der Messungen in einer Umgebung mit Sichtverbindung bei einem Abstand von 1 m in einer nicht reflektierenden Kammer innerhalb von +/- 15 cm liegen.
• [C-1-7] Der Median der Entfernungsmessungen in 1 m Entfernung vom Referenzgerät MUSS zwischen [0,75 m, 1,25 m] liegen. Dabei wird der Ground-Truth-Abstand vom oberen Rand des DUT gemessen, das mit der Vorderseite nach oben gehalten und um 45 Grad geneigt ist.

UWB-Kalibrierung einrichten

Mit der folgenden Einrichtung können Sie Ihr Gerät so kalibrieren, dass es die UWB-Anforderungen erfüllt.

Allgemeine Anforderungen an die Einrichtung

• Es sind zwei Geräte mit UWB-Hardware erforderlich, eines als DUT und eines als Referenzgerät.

• Es sind zwei Stative erforderlich, um die Geräte zu halten.

• Das DUT und das Referenzgerät müssen sich in einer nicht reflektierenden Kammer in einer Sichtlinie in einem Abstand von 1 Meter voneinander befinden. Beide Geräte müssen im Hochformat positioniert sein und die Displays dürfen sich nicht gegenüberstehen.

Abbildung 1 und Video 1 zeigen ein Beispiel für eine UWB-Kalibrierungseinrichtung.

Abbildung 1: Referenzeinrichtung für die UWB-Kalibrierung.

Video 1 Referenzeinrichtung für die UWB-Kalibrierung.

Anforderungen [C-1-6] und [C-1-7]

Führen Sie den RangingMeasurementTest#test_distance_measurement_accuracy CTS-Testfall für die Entfernungsmessung auf mehreren Geräten aus, um die Einhaltung der Anforderungen [C-1-6] und [C-1-7] zu überprüfen. Dies ist ein manueller CTS-Test.

run cts -m CtsUwbMultiDeviceTestCase_RangingMeasurementTests -t RangingMeasurementTest#test_distance_measurement_accuracy

Wenn mehr als zwei Geräte mit dem CTS-Hostcomputer verbunden sind, geben Sie die DUT-ID und die Referenzgeräte-ID im run cts-Befehl an.

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

Der CTS-Testfall für mehrere Geräte initiiert eine UWB-Messsitzung zwischen dem DUT und dem Referenzgerät und führt 1.000 Messungen mit dem DUT durch. Der Test verarbeitet dann automatisch die Messungen und bestimmt, ob das Gerät bestanden oder nicht bestanden hat. Dazu wird Folgendes ausgeführt:

1. Sortieren Sie die 1.000 Messwerte in aufsteigender Reihenfolge.
2. Berechnen Sie den Bereich als [Bereich = 975. Messung – 25. Messung].
3. Geben Sie den Bereich im CTS-Test für mehrere Geräte an. Der Bereich muss kleiner als 30 cm sein.
4. Geben Sie den Medianwert (500. Wert) im CTS-Test mit mehreren Geräten an. Der Wert muss zwischen 0,75 m und 1,25 m liegen, damit der Test bestanden wird.

Anforderungen an das WLAN-Netzwerk mit Nachbarerkennung

In diesem Abschnitt wird beschrieben, wie Sie Ihr Gerät so kalibrieren, dass es die Anforderungen an das Wi-Fi Neighbor Awareness Networking (NAN) in der CDD erfüllt(Snapshot hier):

2.2.1. Hardware

Wenn Geräte das NAN-Protokoll (WiFi Neighbor Awareness Networking) unterstützen, indem sie PackageManager.FEATURE_WIFI_AWARE angeben, und den WLAN-Standort (Wi-Fi Round Trip Time – RTT), indem sie PackageManager.FEATURE_WIFI_RTT angeben, haben sie folgende Vorteile:

• [7.4.2.5/H-1-1] Der Bereich muss korrekt innerhalb von +/- 1 Meter bei 160 MHz Bandbreite im 68. Perzentil (wie mit der kumulativen Verteilungsfunktion berechnet), +/- 2 Meter bei 80 MHz Bandbreite im 68. Perzentil, +/- 4 Meter bei 40 MHz Bandbreite im 68. Perzentil und Entfernungen von +/- 8 Meter bei 20 MHz Bandbreite im 68. Perzentil bei 10 cm, 1 m, 3 m und 5 m angegeben werden, wie mit der WifiRttManager#startRangingAndroid API beobachtet.

• [7.4.2.5/H-SR] Es wird DRINGEND empfohlen, den Bereich bei einer Bandbreite von 160 MHz im 90. Perzentil (wie mit der kumulativen Verteilungsfunktion berechnet) auf +/- 1 Meter genau anzugeben, bei einer Bandbreite von 80 MHz auf +/- 2 Meter, bei einer Bandbreite von über 40 MHz auf +/- 4 Meter und bei einer Bandbreite von 20 MHz auf +/- 8 Meter im 90. Perzentil bei einer Entfernung von 10 cm, wie mit der WifiRttManager#startRanging Android API beobachtet.

Anforderung [7.4.2.5/H-1-1]

So prüfen Sie die Einhaltung der Anforderung [7.4.2.5/H-1-1]:

1. Installieren Sie die App CTS Verifier (CTS-V) (falls noch nicht geschehen) und öffnen Sie sie sowohl auf dem DUT als auch auf dem Referenzgerät. Der CTS-V-Test für diese Anforderung finden Sie unter Präsenztest > Test der NAN-Genauigkeit.

2. Platzieren Sie das DUT in einem Abstand von 10 cm zum Referenzgerät, ohne dass sich etwas zwischen den beiden Geräten befindet.

3. Setzen Sie auf dem Testbildschirm des Referenzgeräts ein Häkchen in das Kästchen Ist Referenzgerät und tippen Sie dann auf Veröffentlichung starten.

4. Wählen Sie in der CTS-V-Aktivität auf dem DUT die Testentfernung von 10 cm aus und tippen Sie auf Test starten. Der CTS-Verifier führt dann 100 Messungen durch, berechnet den Bereich der Messungen und zeichnet ihn in den CTS-V-Protokollen auf. Prüfen Sie nach Abschluss des Tests, ob der berechnete Bereich in der CTS Verifier App auf der DUT innerhalb des erwarteten Bereichs liegt.

5. Wiederholen Sie die Schritte 1 bis 4 für die anderen Testabstände von 1 m, 3 m und 5 m. Der Test ist bestanden, wenn die Bereiche für alle Testabstände innerhalb des erwarteten Bereichs liegen. Andernfalls werden die Teststrecken, bei denen der Test fehlgeschlagen ist, auf dem CTS-V-Bildschirm angezeigt.

BLE-RSSI-Anforderungen

In diesem Abschnitt wird beschrieben, wie Sie Ihr Gerät so kalibrieren, dass es die folgenden BLE-RSSI-Anforderungen erfüllt, die aus dem CDD-Snapshot stammen:

7.4.3. Bluetooth

Wenn Geräteimplementierungen FEATURE_BLUETOOTH_LE angeben, gilt Folgendes:

• [C-10-1] Die RSSI-Messwerte MÜSSEN für 95% der Messungen in einem Abstand von 1 m von einem Referenzgerät, das mit ADVERTISE_TX_POWER_HIGH sendet, in einer Sichtverbindung innerhalb von +/- 9 dBm liegen.
• [C-10-2] MÜSSEN Rx/Tx-Korrekturen enthalten, um Abweichungen pro Kanal zu reduzieren, sodass die Messungen auf jedem der 3 Kanäle, an jeder der Antennen (falls mehrere verwendet werden), bei 95% der Messungen innerhalb von +/- 3 dBm voneinander liegen.
• [C-10-3] Der Rx-Offset muss gemessen und kompensiert werden, damit der mediane BLE-RSSI bei 1 m Entfernung von einem Referenzgerät, das mit ADVERTISE_TX_POWER_HIGH überträgt, -55 dBm ± 10 dBm beträgt.
• [C-10-4] Der Tx-Offset muss gemessen und kompensiert werden, damit der mediane BLE-RSSI -55 dBm ± 10 dBm beträgt, wenn von einem Referenzgerät in 1 m Entfernung gescannt wird, das mit ADVERTISE_TX_POWER_HIGH sendet.

Kalibrierungseinrichtung

Mit der folgenden Einrichtung können Sie Ihr Gerät so kalibrieren, dass es die BLE-RSSI-Anforderungen erfüllt.

Allgemeine Anforderungen an die Einrichtung

• Für optimale Ergebnisse sollten Sie eine schalldichte Kammer verwenden, um Störungen bei den Messungen zu minimieren. Wenn Sie keine schalldichte Kammer verwenden, stellen Sie die beiden Stative, auf denen sich das Referenzgerät und das DUT befinden, 1,5 Meter über dem Boden auf und achten Sie darauf, dass sie einen ähnlichen Abstand zur Decke haben.
• Es sind zwei Stative erforderlich, die an den Gerätehaltern befestigt sind.
• Verwenden Sie Stative, die möglichst wenig Metall enthalten.
• Verwenden Sie Halterungen, die möglichst wenig Metall enthalten. Eine kleine Metallfeder ist in Ordnung.
• Innerhalb von 1 m um das DUT und das Referenzgerät herum dürfen sich KEINE Metallgegenstände befinden.
• Das Referenzgerät und alle DUTs MÜSSEN ausreichend geladen sein, um die Tests abschließen zu können.
• Das Referenzgerät und das aktuelle DUT MÜSSEN während des Tests vom Stromnetz getrennt werden.
• Das Referenzgerät und die DUTs DÜRFEN KEINE Schutzhüllen, Kabel oder sonstiges Zubehör haben, das die Hochfrequenzleistung (HF-Leistung) beeinträchtigen könnte.

Abbildung 2: Referenzeinrichtung für die BLE-Kalibrierung

Anforderung [C-10-1]

So prüfen Sie die Einhaltung der Anforderung [C-10-1]:

1. Installieren Sie die App CTS Verifier (CTS-V) (falls noch nicht geschehen) und öffnen Sie sie sowohl auf dem DUT als auch auf dem Referenzgerät. Der CTS-V-Test für diese Anforderung finden Sie unter Präsenztest > BLE-RSSI-Genauigkeitstest.

2. Platzieren Sie das DUT gemäß der Einrichtung der BLE-Kalibrierung in einem Abstand von 1 m zum Referenzgerät.

3. Tippen Sie auf dem Referenzgerät auf Werbung starten und folgen Sie der Anleitung auf dem Display des DUT, um die für das Referenzgerät spezifische Geräte-ID einzugeben, die nach Beginn der Werbung auf dem Referenzgerät angezeigt wird. Tippen Sie auf der DUT auf Test starten.

4. Wenn die Datenerhebung abgeschlossen ist (1.000 Scans auf dem DUT erfasst), wird der Test je nach berechnetem Bereich automatisch bestanden oder nicht bestanden. Der Bereich muss kleiner oder gleich 18 dBm sein.

Anforderung [C-10-2]

Zur Überprüfung der Anforderung [C-10-2]. Der Chipanbieter kann die Kanalflachheit messen und die Unterschiede zwischen Kernen und Kanälen ermitteln. Im Folgenden finden Sie Tipps zum Identifizieren von Problemen mit nicht kalibrierten Kernen und nicht kalibrierten Kanälen, die zwei mögliche Ursachen für eine große RSSI-Abweichung sind.

Nicht kalibrierte Kerne

Wenn die BT-Antenne eines Geräts mehrere Kerne hat, können diese unterschiedliche Kalibrierungen haben. Nehmen Sie einige Messungen vor (mindestens eine Minute lang) und prüfen Sie die Scandaten. Wenn Sie ein Muster sehen, das dem in Abbildung 3 gezeigten ähnelt und regelmäßige Spitzen (wie in den Kreisen dargestellt) aufweist, die durch das Scannen mehrerer Kerne verursacht werden, liegt wahrscheinlich ein Problem mit nicht kalibrierten Kernen vor und es sind weitere Untersuchungen erforderlich.

Abbildung 3: Beispiel für Scandaten für ein Gerät mit nicht kalibrierten Kernen

Nicht kalibrierte Kanäle

Übertragungen bei klassischem BLE erfolgen über drei Kanäle. Für jeden Kanal können Unterschiede gelten. Die Kanäle werden in festen Intervallen rotiert. Nehmen Sie einige Messungen vor (mindestens eine Minute lang) und prüfen Sie die Scandaten. Wenn Sie ein Muster sehen, das dem in Abbildung 4 gezeigten ähnelt, liegt wahrscheinlich ein Problem mit einer Fehlkalibrierung auf verschiedenen Kanälen vor und es sind weitere Untersuchungen erforderlich.

Abbildung 4: Beispiel für Scandaten für ein Gerät mit nicht kalibrierten Kanälen

Anforderungen [C-10-3] und [C-10-4]

Selbst wenn ein BLE-Funkchip perfekt kalibriert ist, hängt der RSSI, den ein bestimmtes Gerät misst, von der Antennenqualität und der Antennenposition des jeweiligen Produkts (Gerätemodells) ab. Das stellt ein Problem für die Interoperabilität zwischen Geräten dar.

Betrachten Sie beispielsweise den Anwendungsfall zum Entriegeln eines Autos. Ein App-Entwickler möchte möglicherweise ein Auto entriegeln, wenn sich das Gerät in einem Umkreis von 1 Meter um das Auto befindet. Der Entwickler wählt auf Grundlage seiner Beobachtungen mit einem vorhandenen Smartphone einen Grenzwert von −60 dBm aus. Aufgrund von Unterschieden bei Antennenqualität und Antennenpositionierung funktioniert dies jedoch möglicherweise nicht gut mit einem anderen Android-Gerät, auch wenn beide Geräte denselben Chip verwenden.

Für die Interoperabilität zwischen allen Geräten im System müssen Sie den Rx-Offset für jedes Gerät messen und den auf dem Gerät gemeldeten RSSI so anpassen, dass der BLE-RSSI den Standard von 1 m bei ADVERTISE_TX_POWER_HIGH erfüllt.

Selbst wenn die BLE-Funkchips perfekt kalibriert sind, liest der ideale Empfänger je nach Antennenqualität und Antennenposition auf dem Sender ein anderes RSSI. Die Rx-Anforderung sorgt dafür, dass alle Geräte bei gleichen Bedingungen mit derselben Stärke werben können.

So prüfen Sie auf Geräten mit Android 14 und höher, ob die Anforderungen an die Empfangs- und Übertragungsleistung erfüllt sind:

1. Installieren Sie die App CTS Verifier (CTS-V) (falls noch nicht geschehen) und öffnen Sie sie sowohl auf dem DUT als auch auf dem Referenzgerät. Der CTS-V-Test für diese Anforderung finden Sie unter Präsenztest > BLE-Rx/Tx-Offset-Genauigkeitstest.

2. Platzieren Sie das DUT gemäß der Einrichtung der BLE-Kalibrierung in einem Abstand von 1 m zum Referenzgerät. Wir empfehlen, die Geräte parallel zueinander auszurichten und die Bildschirme in dieselbe Richtung auszurichten.

3. Tippen Sie auf dem Referenzgerät auf Werbung starten und folgen Sie der Anleitung auf dem Display des DUT, um die für das Referenzgerät spezifische Geräte-ID einzugeben, die nach Beginn der Werbung auf dem Referenzgerät angezeigt wird.

4. Tippen Sie auf der DUT auf Test starten. In diesem Test führt das Referenzgerät zur Überprüfung der Rx-Anforderung gleichzeitig mit dem Starten der Werbung Scans im Hintergrund aus.

   Wenn die Datenerhebung abgeschlossen ist (1.000 Scans auf beiden Geräten erfasst wurden), ist der Test bestanden, wenn der berechnete Median (500. Messung) für beide Rx- und Tx-Tests zwischen −65 dBm und −45 dBm liegt. Der Test schlägt fehl, wenn der berechnete Median für den Rx- oder Tx-Test nicht im zulässigen Bereich liegt.

5. Kalibrieren Sie die Geräte, um den Rx-Offset und die Tx-Leistung zu kompensieren und einen mittleren RSSI von −55 dBm zu erreichen:

   • Rx:Passen Sie den RSSI an, indem Sie die Systemeigenschaft bluetooth.hardware.radio.le_rx_path_loss_comp_db auf den Wert (dB) festlegen, der den Rx-Offset kompensiert, um einen mittleren BLE-RSSI von −55 dBm bei 1 m zu gewährleisten. Der Bluetooth-Stack passt den RSSI auf RSSI + bluetooth.hardware.radio.le_rx_path_loss_comp_db an. Weitere Informationen finden Sie unter le_scanning_manager.cc.

   • Tx:Passen Sie die Tx-Leistung an, indem Sie die Systemeigenschaft bluetooth.hardware.radio.le_tx_path_loss_comp_db auf den Wert (dB) festlegen, der die Tx-Leistung kompensiert, um einen mittleren BLE-RSSI von −5,5 dBm bei 1 m zu gewährleisten. Der Bluetooth-Stack passt die Sendeleistung so an, dass sie der Sendeleistung plus dem Wert von bluetooth.hardware.radio.le_tx_path_loss_comp_db entspricht. Weitere Informationen finden Sie unter le_advertising_manager.cc.