[发明专利]一种基于UWB的超宽带室内定位系统及方法

说明书

一种基于UWB的超宽带室内定位系统，包括射频部分、基带部分和Tag标签，所述射频部分包括低噪声放大器LNA、自动发电控制器ACG、模数转换器A/D、数模转换器D/A、放大器Q和天线B；使用该方法设计的系统结构简单、同时具有通信系统灵活性和可扩展性，全数字结构的UWB系统的功耗低、成本低，易维修、易升级，而且很容易向单片COMS芯片集成，便于应用于便捷式设备中；保密性好，精度高，抗干扰性强，功率低，省电，可定位0～3维空间的Tag标签的位置。

技术领域

本发明涉及超宽带室内定位系统技术领域，尤其是一种基于UWB的超宽带室内定位系统及方法。

背景技术

UWB(UltraWideband)是一种无载波通信技术，利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，通过在较宽的频谱上传送极低功率的信号，UWB能在10米左右的范围内实现数百Mbit/s至数Gbit/s的数据传输速率，其电磁波辐射对人体的影响也会很小，应用面就广，与蓝牙和WI-FI等带宽相对较窄的传统无线系统不同，UWB能在宽频上发送一系列非常窄的低功率脉冲，而常用的蓝牙和WI-FI局限性比较大，蓝牙传输距离短，蓝牙和Wi-Fi技术通过测量发射信号的强度变化来计算距离，容易受空气流动等影响，因而定位不准确，抗干扰能力弱，精度低，结构也较复杂、同时灵活性和可扩展性都较差，后期不易维修和升级，对于便捷式设备的应用也不广泛；因而需要一种精度高，抗干扰能力强的一种室内定位系统以解决目前面临的问题。

本发明就是为了解决以上问题而进行的改进。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种结构简单、同时具有通信系统灵活性和可扩展性，功耗低、成本低，易维修、易升级，便于应用于便捷式设备中，保密性好，精度高，抗干扰性强，功率低，省电，可定位0～3维空间的Tag标签位置的一种基于UWB的超宽带室内定位系统及方法。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于UWB的超宽带室内定位系统，包括射频部分、基带部分和Tag标签，所述射频部分包括低噪声放大器LNA、自动发电控制器ACG、模数转换器A/D、数模转换器D/A、放大器Q和天线B；

所述基带部分包括RAKE接受机、均衡器J和数字信号处理器S；

所述天线B接收Tag标签发出的脉冲信号，过滤后经低噪声放大器LNA处理后发送给自动发电控制器ACG，所述自动发电控制器ACG将处理后的信号传输给模数转换器A/D；

所述RAKE接受机接收基带部分传输的信号，经均衡器J处理后发送给数字信号处理器S，所述数字信号处理器S处理后产生数字信号，所述该数字信号被发送给数模转换器D/A，经过数模转换器D/A转换后脉冲成型M，再经过放大器Q放大后通过天线B发射出去；

进一步的，所述RAKE接受机接收的基带部分传输的信号为模数转换器A/D经脉冲匹配滤波C处理后的信号；

所述数字信号处理器S可对均衡器J发送过来的信号进行解交织、卷积译码和CRC译码处理后发送到MAC层处理，经MAC层处理后再进行CRC编码、卷积编码和交织处理产生数字信号；

所述数字信号处理器中还设置有功率控制器G，所述MAC层处理后的信号可直接通过功率控制器G发送给自动射频部分的发电控制器AGC或放大器Q；

所述基带部分有对信号的同步和信道估计T的过程，通过信道估计T，RAKE接收机可以得到信道的冲激响应。

进一步的，基于UWB的超宽带室内定位系统的方法，所述该方法利用YS-IPS(YouSheng-Indoor Positioning System)软件实现Anchor的位置设定，Anchor固定点接收Tag标签发出的脉冲信号，Anchor固定点可设置0～4个，其实施步骤为：

(1)在YS-IPS软件中设置原点位置；