[发明专利]一种基于固定周转时延的超宽带无线测距方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术，特别涉及超宽带（Ultra Wide Band,UWB）无线通信技术，具体是一种基于固定周转时延的超宽带无线测距方法。

背景技术

随着无线通信技术的发展，21世纪的世界将很快从网络时代进入无线互联时代。新兴的无线网络技术，例如WiFi、WiMax、ZigBee、Ad hoc、BlueTooth和UWB等，在办公室、家庭、工厂、公园等方面得到了广泛应用。

UWB无线通信技术是一种不用载波，采用小于纳秒时长的不连续脉冲进行通信的一种无线通信技术。由于UWB使用小于纳秒时长的超短脉冲进行通信，其信号功率被扩散在从0到数十GHz的超宽频带范围内，这种独特的通信机制使其与目前频域通信技术相比具有对信道衰落不敏感、发射功率低、与其它无线系统可以共存、多径分辨能力强、抗干扰能力强、系统复杂度低、穿透能力强等优点，因而在全球范围内受到广泛关注，特别是在精确测距和定位领域有广泛的应用前景，成为短距离、高精度无线测距和定位的首选。IEEE（美国电气和电子工程师协会）于2007年最终通过的基于UWB的IEEE802.15.4a标准是第一个精确测距定位的无线物理层标准。

在基于UWB的无线测距中常见的测距方法是TW-TOA(Two Way-Time of Arrival)测距方法。假设A节点是TW-TOA测距的请求者；B节点是TW-TOA测距的应答者，即待测距的节点。假设：

●T_a1为节点A发送测距请求帧的时刻，当测距请求帧开始发送PHR（物理层协议头）的第一个脉冲时开始计时，生成T_a1；

●T_b1为节点B接收到测距请求帧的时刻，接收到来自于A的测距请求帧的PHR的第一个UWB脉冲时开始计时，生成T_b1；

●T_b2为节点B发送测距应答帧的时刻，当发送完测距应答帧的PHR的第一个UWB脉冲时停止计时；

●T_a2为节点A接收到来自于节点B的测距应答帧的时刻，当收到从B返回来的测距应答帧的PHR的第一个UWB脉冲时停止计时，生成T_a2；

●T为节点B收到请求帧，然后传送到应用层，最后又组装成新的测距响应帧并发送所经历的时延，即节点B的接收-发送周转时延，满足：

T＝T_b2-T_b1                （1）

●T_t为信号在空气中单向传播的时延TOF，根据T_t乘以电磁波的速度，即可计算出A节点到B节点的距离。计算方法如下：

T_a2-T_a1=2*T_t+T                （2）

Tt=(Ta2-Ta1)-T2---(3)]]>