CN108810807A - 一种基于uwb的超宽带室内定位系统 - Google Patents

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Abstract

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；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。

Description

一种基于UWB的超宽带室内定位系统
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。
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，因而需要重新设计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的一种基于UWB的超宽带室内定位系统。
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；
具体的，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；
其中，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。
工作原理为：UWB系统直接通过脉冲调制发送信号，无需中频处理单元，可以采用软件无线电的全数字硬件接收结构，数字信号处理器可以通过软件动态加载实现传输速率、编码方式、功耗的配置。
本发明的有益效果在于：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。
附图说明
图1是本发明提出的一种基于UWB的超宽带室内定位系统的结构框图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本发明。
参照图1所示，该一种基于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；
具体的，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；
其中，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。
UWB系统直接通过脉冲调制发送信号，无需中频处理单元，可以采用软件无线电的全数字硬件接收结构，数字信号处理器可以通过软件动态加载实现传输速率、编码方式、功耗的配置。
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。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (5)

1.一种基于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，其特征在于：
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。
2.如权利要求1所述的一种基于UWB的超宽带室内定位系统，其特征在于，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。
3.如权利要求1所述的一种基于UWB的超宽带室内定位系统，其特征在于，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。
4.如权利要求3所述的一种基于UWB的超宽带室内定位系统，其特征在于，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。
5.如权利要求1所述的一种基于UWB的超宽带室内定位系统，其特征在于，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。
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