[发明专利]一种多通道接收机、UWB定位系统及定位方法

说明书

本发明公开了一种多通道接收机、UWB定位系统及定位方法，其中，多通道接收机用于接收发射机发射的发射信号，发射信号具有发射频谱，多通道接收机包括N个接收通道，每个接收通道具有接收频带和接收周期，每个接收通道的接收频带均能够接收发射信号且任意两个接收通道的接收频带至少部分不重叠，其中，N为大于等于2的整数。本申请通过在UWB接收机中增设不同频带的多个接收通道，解决了现有技术中，UWB接收机中只有一个接收通道，在该接收通道对应的频带受到其他同频信号的干扰时导致无法正确接收UWB信号的问题。此外，通过对接收通道接收到的信号进行甄别，摒弃受到干扰的接收通道的接收结果，提高了UWB信号接收的准确率，增强了系统的抗干扰性能。

技术领域

本发明涉及无线通信领域，具体涉及一种多通道接收机、UWB定位系统及定位方法。

背景技术

对于大型建筑内部、城市密集区域，以及桥梁、水坝、山体、基坑等区域的安全监测，有助于实现对人员的安全监控、紧急救援，对物资的运输管理、分配调度，以及对自然灾害的预防和监测等。由于具有建筑群密集，遮挡，环境复杂监测空间狭小GPS、北斗信号往往不能深入覆盖，导致空间监测困难。现有技术中，通过自建定位系统实现在特定区域中对指定目标的定位和监控。UWB(Ultra Wideband)是一种无载波通信技术，利用纳秒至皮秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。UWB具有脉冲宽度窄，抗干扰性能强、传输速率高、带宽极宽、消耗电能小、发送功率小等诸多优势，广泛应用于室内通信、高速无线LAN、家庭网络、无绳电话、安全检测、位置测定、雷达等领域。以UWB信号作为定位信号的定位系统可以弥补天空卫星无法覆盖的区域，方便布置，实现狭小空间的位移监测。

在以UWB脉冲作为测距或定位信号的测距或定位系统中需要UWB脉冲在发送端和接收机之间进行信号交互。现有技术中，UWB脉冲由雪崩二极管反向加电产生，获得的UWB脉冲在时域上是亚纳秒级别的窄脉冲，在频域上的频谱覆盖从几兆赫兹至近十吉赫兹，因而被称作超宽带脉冲。在UWB信号的接收机，现有技术中，受限于天线及滤波器等硬件限制，很难实现完全覆盖整个UWB脉冲频谱区域的超宽带接收机，然而在实际应用中，仅需要几百兆赫兹的接收带宽即可还原相对较窄的UWB脉冲宽度，以满足对测距和定位精度的需求。然而由于UWB脉冲在时域上是极窄的尖峰脉冲，且频谱宽度较大，因而频率功率较低，在UWB接收机容易受到其他同频带信号的干扰，例如，来自移动通信的使用频带、无线局域网的使用频带以及其他小基站使用频带，例如2.4G、3.5G等信号的干扰。从而使UWB接收机无法正确获得UWB脉冲，进而对测距和定位造成影响。

因此，如何在UWB信号接收机解决来自其他同频带信号的干扰，成为了本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

依据本发明的一个方面，公开了一种多通道接收机，用于接收发射机发射的发射信号，发射信号具有发射频谱，多通道接收机包括N个接收通道，每个接收通道具有接收频带和接收周期，其中，每个接收通道的接收频带均能够接收发射信号且任意两个接收通道的接收频带至少部分不重叠，其中，N为大于等于2的整数。

依据本发明的另一个方面，公开了一种UWB定位系统，包括定位基站和定位标签，均包括发射机和多通道接收机，其中，定位基站中的发射机发射发射信号，发射信号具有发射频谱；定位标签中的多通道接收机接收发射信号，并响应于发射信号发射响应信号；定位基站中的多通道接收机接收响应信号；定位基站记录发射发射信号和接收到响应信号的时间信息以实现对定位标签的定位；或者定位标签中的发射机发射发射信号，发射信号具有发射频谱；定位基站中的多通道接收机接收发射信号，并响应于发射信号发射响应信号；定位标签中的多通道接收机接收响应信号；定位标签记录发射发射信号和接收到响应信号的时间信息以实现对定位标签的定位。