CN111918206A - 区域定位确定度的改善方法及系统 - Google Patents

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CN111918206A CN202010791223.XA CN202010791223A CN111918206A CN 111918206 A CN111918206 A CN 111918206A CN 202010791223 A CN202010791223 A CN 202010791223A CN 111918206 A CN111918206 A CN 111918206A
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Abstract

本发明提供了一种区域定位确定度的改善方法及系统，包括：步骤S1：使得定位系统中的所有定位天线的时钟同步；步骤S2：将不同的定位天线发射的位置ID号设置为不同；步骤S3：将所有距离小于预设值的定位天线的定位信标发射周期设置为相同；步骤S4：选择定位信标相干发射的时间窗口功率，在选择的相干发射的时间窗口内，随机发射定位信标信号，产生干扰误码区。本发明中信号盲区墙厚度可以通过调整误码率阈值使得它比信号交叠区薄很多，而且经过信号盲区墙，位置信息不会改变，避免了误报问题，只有跨过信号盲区墙，到达另外一侧，才会触发定位区域的变更，这对于关键区域的定位判断，如上述门禁区域非常有利。

Description

区域定位确定度的改善方法及系统
技术领域
本发明涉及区域定位技术领域，具体地，涉及区域定位确定度的改善方法及系统。
背景技术
区域定位是指判断一个目标在哪个特定区域，如房间，楼层，房间内的哪一侧，走道的哪一段，门内还是门外等等，这与精确三维空间定位不一样，区域定位只关心目标在哪个特定区域里。我们常用的技术有125KHz低频磁激活、红外和iBeacon 等区域定位技术。这些定位技术在实际使用中，常常会遇到因出现相邻区域间跳动，而导致区域定位确定度不足这个问题。
以125KHz低频磁激活技术为例，在走道上每隔一段距离在吊顶上铺设一个磁 激活定位天线，定位传感器从天线下方经过时会被激活，被激活的同时，也收到了 定位天线发送的激活码(即位置ID号)，这种激活码是通过加载在125KHz载波信 号上的调幅信号来发送的。每个不同的激活码对应一个定位区域。为了保证定位传 感器从定位天线下经过时不被漏激活，定位天线就要发射足够强的激活信号，保证 有2.5-3米左右的可靠激活半径。由于磁感应信号有一定的方向性，感应距离与定 位传感器上的磁感应线圈的绕制方向也有很大关系，因此可靠激活半径与最远激活 半径之间可能存在50％以上的偏差，也就是说最远激活半径可能达到5米左右。如 果两个相邻天线之间距离小于10米，中间就存在交叠区，定位传感器在交叠区就 有可能被两个定位天线反复激活，反复收到不同的激活码(对应不同的位置ID号)， 因此出现在两个定位区域间来回跳动这个问题。在实际使用中，一方面要保证定位 传感器在定位天线下方通过时不被漏激活，同时需要考虑到室内建筑结构和关键路 径的定位需要，如门禁出入口，房间出入口，相邻房间之间的定位需求等实际因数， 导致两个低频激活天线的距离不能离得太远，因此就造成了区域定位的不确定性， 影响应用层逻辑的实现。两个定位天线如果离得远了，可靠激活区不能够保证整个 大门的覆盖，佩戴定位传感器的人员就有可能贴着门边进入电梯厅，进入电梯而没 有被发现，造成门禁监控失败。另一方面却由于两个定位天线的信号交叠区太大， 人员正常通过走道，没有进入电梯厅，可能被误判而报警。
现有改进这个问题的做法都比较复杂且不可靠，如给定位传感器收到的激活信号强度(RSSI)设定一个阈值，只有超过这个阈值的才被确认，这几乎等同于改变定位天线的发射信号强度，只是不同定位传感器可以设定不同的阈值而已，增加系统的复杂度，定位系统的逻辑运算量，降低系统的稳定性，而且作用还非常有限。另一种做法就是增加定位系统前后逻辑线索的判断，如定位传感器不可能在相邻房间之间穿墙而过，必须经过门口这个定位点才是合理的移动轨迹等等，这些附加逻辑，不仅增加定位系统的逻辑复杂度，增加系统建设成本，降低系统的可靠性，而且应用场景还很有限。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种区域定位确定度的改善方法及系统。
根据本发明提供的一种区域定位确定度的改善方法，包括：
步骤S1：使得定位系统中的所有定位天线的时钟同步；
步骤S2：将不同的定位天线发射的位置ID号设置为不同；
步骤S3：将所有距离小于预设值的定位天线的定位信标发射周期设置为相同；
步骤S4：选择定位信标相干发射的时间窗口功率，在选择的相干发射的时间窗口内，随机发射定位信标信号，产生干扰误码区；
步骤S5：设置定位天线的功率；
步骤S6：设置定位天线的方向性；
步骤S7：进行信标编码数据的设计；
步骤S8：根据产生的信号干扰误码区，判定位置是否发生改变。
优选地，所述步骤S1：
所述定位系统包括：一个中心服务器、多个定位基站、多个定位天线以及多个定位标签；
定位天线的时钟，通过定时接收定位基站周期性发射的时钟同步射频信号来对时,所有定位基站的时钟同样保持同步。
优选地，所述一台定位基站的默认ID＝0，每次断电后ID恢复默认设置；
一台基站加入一个定位系统需要通过中心服务器授权，从中心服务器获取一个数值介于1和N之间的ID号、时钟同步信标的工作信道、时钟同步信标的发射周期Tsync、时钟同步信标发射的单位时间间隔Tclk。
优选地，所述定位基站根据自己的ID编号，顺延ID*Tclk再发射包含基站ID 的时钟同步信号，若ID＝0则不发射；
定位天线每隔预设数量个Tsync周期，开始等待接收定位基站周期性发射的时钟同步信号，直至收到其中任意一台定位基站的时钟同步信号为止，根据接收到的基站ID号，按接收到时钟同步信号的时间-ID*Tclk值进行对时；
所述预设数量Tsync周期根据定位天线的晶振精度和时钟同步精度的需求设置；
所述定位天线的时钟同步精度与定位信标相干发射窗口的设置有关，定位天线的时钟同步精度比定位信标相干发射窗口的宽度小一个或多个量级。
优选地，所述步骤S4：
定位信标相干发射的时间窗口是指在一个定位信标发射周期开始阶段有这样一个时间窗口，若相邻定位天线在这个时间窗口内，相互间错开时间发射定位信标信号，则会造成定位传感器在相邻定位天线发射信号的交叠区内，因同时收到相邻定位天线发射的信号，结果造成干扰，无法可靠地接收相邻定位天线发射的不同位置 ID号中的任意一个；
所述选择定位信标相干发射的时间窗口：
定位信标发射时长＝载波时长T1+前导码时长T2+同步字时长T3+编码数据时长T4，定位信标相干发射的时间窗口选择定位信标发射时长的预设比例x％来取值，定位天线在每个定位信标发射周期开始时，在选择的相干发射的时间窗口内，随机发射定位信标信号，并定义一个误码率阈值，高于误码率阈值时，当作干扰误码区处理，不做任何位置变化的判断；
所述定位信标包括：载波引导信号、前导码、同步字以及数据部分；
数据部分包括：需要发送的数据本身及CRC校验码；
预设比例x％的具体数值根据考量因数决定，所述考量因素包括：定位信标信号的传输协议、编码方式以及对耗电因数。
优选地，所述步骤S5：
定位天线的发射功率根据其覆盖范围以及它与相邻定位天线间的干扰误码区大小决定；
所述相邻定位天线间的干扰误码区大小指：干扰误码区的厚薄程度，两个相邻天线的功率越大，信号交叠区越多，干扰误码区的厚度就越宽；
通过调整相邻定位天线的信号发射功率，调整干扰误码区的大小。
优选地，所述步骤S7：
对定位天线ID及CRC校验数据进行曼切斯特编码，通过信标编码实现可靠分辨误码区和非误码区。
根据本发明提供的一种区域定位确定度的改善系统，包括：
模块S1：使得定位系统中的所有定位天线的时钟同步；
模块S2：将不同的定位天线发射的位置ID号设置为不同；
模块S3：将所有距离小于预设值的定位天线的定位信标发射周期设置为相同；
模块S4：选择定位信标相干发射的时间窗口功率，在选择的相干发射的时间窗口内，随机发射定位信标信号，产生干扰误码区；
模块S5：设置定位天线的功率；
模块S6：设置定位天线的方向性；
模块S7：进行信标编码数据的设计；
模块S8：根据产生的信号干扰误码区，判定位置是否发生改变。
优选地，所述模块S1：
所述定位系统包括：一个中心服务器、多个定位基站、多个定位天线以及多个定位标签；
定位天线的时钟，通过定时接收定位基站周期性发射的时钟同步射频信号来对时,所有定位基站的时钟同样保持同步；
所述一台定位基站的默认ID＝0，每次断电后ID恢复默认设置；
一台基站加入一个定位系统需要通过中心服务器授权，从中心服务器获取一个数值介于1和N之间的ID号、时钟同步信标的工作信道、时钟同步信标的发射周期Tsync、时钟同步信标发射的单位时间间隔Tclk；
所述定位基站根据自己的ID编号，顺延ID*Tclk再发射包含基站ID的时钟同步信号，若ID＝0则不发射；
定位天线每隔预设数量个Tsync周期，开始等待接收定位基站周期性发射的时钟同步信号，直至收到其中任意一台定位基站的时钟同步信号为止，根据接收到的基站ID号，按接收到时钟同步信号的时间-ID*Tclk值进行对时；
所述预设数量Tsync周期根据定位天线的晶振精度和时钟同步精度的需求设置；
所述定位天线的时钟同步精度与定位信标相干发射窗口的设置有关，定位天线的时钟同步精度比定位信标相干发射窗口的宽度小一个或多个量级；
所述模块S4：
定位信标相干发射的时间窗口是指在一个定位信标发射周期开始阶段有这样一个时间窗口，若相邻定位天线在这个时间窗口内，相互间错开时间发射定位信标信号，则会造成定位传感器在相邻定位天线发射信号的交叠区内，因同时收到相邻定位天线发射的信号，结果造成干扰，无法可靠地接收相邻定位天线发射的不同位置 ID号中的任意一个；
所述选择定位信标相干发射的时间窗口：
定位信标发射时长＝载波时长T1+前导码时长T2+同步字时长T3+编码数据时长T4，定位信标相干发射的时间窗口选择定位信标发射时长的预设比例x％来取值，定位天线在每个定位信标发射周期开始时，在选择的相干发射的时间窗口内，随机发射定位信标信号，并定义一个误码率阈值，高于误码率阈值时，当作干扰误码区处理，不做任何位置变化的判断；
所述定位信标包括：载波引导信号、前导码、同步字以及数据部分；
数据部分包括：需要发送的数据本身及CRC校验码；
预设比例x％的具体数值根据考量因数决定，所述考量因素包括：定位信标信号的传输协议、编码方式以及对耗电因数；
所述模块S5：
定位天线的发射功率根据其覆盖范围以及它与相邻定位天线间的干扰误码区大小决定；
所述相邻定位天线间的干扰误码区大小指：干扰误码区的厚薄程度，两个相邻天线的功率越大，信号交叠区越多，干扰误码区的厚度就越宽；
通过调整相邻定位天线的信号发射功率，调整干扰误码区的大小；
所述模块S7：
对定位天线ID及CRC校验数据进行曼切斯特编码，通过信标编码实现可靠分辨误码区和非误码区。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明通过在相邻天线间产生一个事实上的信号干扰盲区。该盲区要比靠天线发射信号的RSSI值进行判断的逻辑“盲区”范围小，且更加可靠。
2、信标编码提高了判断信号盲区和非盲区的可靠性
3、本发明中信号盲区墙厚度可以通过调整误码率阈值使得它比信号交叠区薄很多，而且经过信号盲区墙，位置信息不会改变，避免了误报问题，只有跨过信号盲区墙，到达另外一侧，才会触发定位区域的变更，这对于关键区域的定位判断，如上述门禁区域非常有利。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明提供的传统的考虑到室内建筑结构和关键路径的定位方法示意图。
图2为本发明提供的区域定位确定度的改善方法示意图。
图3为本发明提供的定位天线的时钟示意图。
图4为本发明提供的定位信标发射周期示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
根据本发明提供的一种区域定位确定度的改善方法，包括：
步骤S1：使得定位系统中的所有定位天线的时钟同步；
步骤S2：将不同的定位天线发射的位置ID号设置为不同；
步骤S3：将所有距离小于预设值的定位天线的定位信标发射周期设置为相同；
步骤S4：选择定位信标相干发射的时间窗口功率，在选择的相干发射的时间窗口内，随机发射定位信标信号，产生干扰误码区；
步骤S5：设置定位天线的功率；
步骤S6：设置定位天线的方向性；
步骤S7：进行信标编码数据的设计；
步骤S8：根据产生的信号干扰误码区，判定位置是否发生改变。
具体地，所述步骤S1：
所述定位系统包括：一个中心服务器、多个定位基站、多个定位天线以及多个定位标签；
定位天线的时钟，通过定时接收定位基站周期性发射的时钟同步射频信号来对时,所有定位基站的时钟同样保持同步。
具体地，所述一台定位基站的默认ID＝0，每次断电后ID恢复默认设置；
一台基站加入一个定位系统需要通过中心服务器授权，从中心服务器获取一个数值介于1和N之间的ID号、时钟同步信标的工作信道、时钟同步信标的发射周期Tsync、时钟同步信标发射的单位时间间隔Tclk。
具体地，所述定位基站根据自己的ID编号，顺延ID*Tclk再发射包含基站ID 的时钟同步信号，若ID＝0则不发射；
定位天线每隔预设数量个Tsync周期，开始等待接收定位基站周期性发射的时钟同步信号，直至收到其中任意一台定位基站的时钟同步信号为止，根据接收到的基站ID号，按接收到时钟同步信号的时间-ID*Tclk值进行对时；
所述预设数量Tsync周期根据定位天线的晶振精度和时钟同步精度的需求设置；
所述定位天线的时钟同步精度与定位信标相干发射窗口的设置有关，定位天线的时钟同步精度比定位信标相干发射窗口的宽度小一个或多个量级。
具体地，所述步骤S4：
定位信标相干发射的时间窗口是指在一个定位信标发射周期开始阶段有这样一个时间窗口，若相邻定位天线在这个时间窗口内，相互间错开时间发射定位信标信号，则会造成定位传感器在相邻定位天线发射信号的交叠区内，因同时收到相邻定位天线发射的信号，结果造成干扰，无法可靠地接收相邻定位天线发射的不同位置 ID号中的任意一个；
所述选择定位信标相干发射的时间窗口：
定位信标发射时长＝载波时长T1+前导码时长T2+同步字时长T3+编码数据时长T4，定位信标相干发射的时间窗口选择定位信标发射时长的预设比例x％来取值，定位天线在每个定位信标发射周期开始时，在选择的相干发射的时间窗口内，随机发射定位信标信号，并定义一个误码率阈值，高于误码率阈值时，当作干扰误码区处理，不做任何位置变化的判断；
所述定位信标包括：载波引导信号、前导码、同步字以及数据部分；
数据部分包括：需要发送的数据本身及CRC校验码；
预设比例x％的具体数值根据考量因数决定，所述考量因素包括：定位信标信号的传输协议、编码方式以及对耗电因数。
具体地，所述步骤S5：
定位天线的发射功率根据其覆盖范围以及它与相邻定位天线间的干扰误码区大小决定；
所述相邻定位天线间的干扰误码区大小指：干扰误码区的厚薄程度，两个相邻天线的功率越大，信号交叠区越多，干扰误码区的厚度就越宽；
通过调整相邻定位天线的信号发射功率，调整干扰误码区的大小。
具体地，所述步骤S7：
对定位天线ID及CRC校验数据进行曼切斯特编码，通过信标编码实现可靠分辨误码区和非误码区。
根据本发明提供的一种区域定位确定度的改善系统，包括：
模块S1：使得定位系统中的所有定位天线的时钟同步；
模块S2：将不同的定位天线发射的位置ID号设置为不同；
模块S3：将所有距离小于预设值的定位天线的定位信标发射周期设置为相同；
模块S4：选择定位信标相干发射的时间窗口功率，在选择的相干发射的时间窗口内，随机发射定位信标信号，产生干扰误码区；
模块S5：设置定位天线的功率；
模块S6：设置定位天线的方向性；
模块S7：进行信标编码数据的设计；
模块S8：根据产生的信号干扰误码区，判定位置是否发生改变。
具体地，所述模块S1：
所述定位系统包括：一个中心服务器、多个定位基站、多个定位天线以及多个定位标签；
定位天线的时钟，通过定时接收定位基站周期性发射的时钟同步射频信号来对时,所有定位基站的时钟同样保持同步；
所述一台定位基站的默认ID＝0，每次断电后ID恢复默认设置；
一台基站加入一个定位系统需要通过中心服务器授权，从中心服务器获取一个数值介于1和N之间的ID号、时钟同步信标的工作信道、时钟同步信标的发射周期Tsync、时钟同步信标发射的单位时间间隔Tclk；
所述定位基站根据自己的ID编号，顺延ID*Tclk再发射包含基站ID的时钟同步信号，若ID＝0则不发射；
定位天线每隔预设数量个Tsync周期，开始等待接收定位基站周期性发射的时钟同步信号，直至收到其中任意一台定位基站的时钟同步信号为止，根据接收到的基站ID号，按接收到时钟同步信号的时间-ID*Tclk值进行对时；
所述预设数量Tsync周期根据定位天线的晶振精度和时钟同步精度的需求设置；
所述定位天线的时钟同步精度与定位信标相干发射窗口的设置有关，定位天线的时钟同步精度比定位信标相干发射窗口的宽度小一个或多个量级；
所述模块S4：
定位信标相干发射的时间窗口是指在一个定位信标发射周期开始阶段有这样一个时间窗口，若相邻定位天线在这个时间窗口内，相互间错开时间发射定位信标信号，则会造成定位传感器在相邻定位天线发射信号的交叠区内，因同时收到相邻定位天线发射的信号，结果造成干扰，无法可靠地接收相邻定位天线发射的不同位置 ID号中的任意一个；
所述选择定位信标相干发射的时间窗口：
定位信标发射时长＝载波时长T1+前导码时长T2+同步字时长T3+编码数据时长T4，定位信标相干发射的时间窗口选择定位信标发射时长的预设比例x％来取值，定位天线在每个定位信标发射周期开始时，在选择的相干发射的时间窗口内，随机发射定位信标信号，并定义一个误码率阈值，高于误码率阈值时，当作干扰误码区处理，不做任何位置变化的判断；
所述定位信标包括：载波引导信号、前导码、同步字以及数据部分；
数据部分包括：需要发送的数据本身及CRC校验码；
预设比例x％的具体数值根据考量因数决定，所述考量因素包括：定位信标信号的传输协议、编码方式以及对耗电因数；
所述模块S5：
定位天线的发射功率根据其覆盖范围以及它与相邻定位天线间的干扰误码区大小决定；
所述相邻定位天线间的干扰误码区大小指：干扰误码区的厚薄程度，两个相邻天线的功率越大，信号交叠区越多，干扰误码区的厚度就越宽；
通过调整相邻定位天线的信号发射功率，调整干扰误码区的大小；
所述模块S7：
对定位天线ID及CRC校验数据进行曼切斯特编码，通过信标编码实现可靠分辨误码区和非误码区。
下面通过优选例，对本发明进行更为具体地说明。
优选例1：
本发明专利提出一种方法，使所有定位天线的时钟同步，同时让所有距离相近的定位天线，按相同的定位信标发射周期(如图4)、各自设定的发射功率和统一信标编码规则，在每个定位信标发射周期的开始阶段的一定相干时间窗口内，随机发射定位信标信号(含位置ID号的磁感应激活信号)，使得相邻定位天线的定位信标信号在信号交叠区内产生一个因信号干扰而导致的误码区。通过定义一个误码率阈值，如一个定位信标发射周期内定位传感器需要连续收到两次或两次以上相同位置ID号，只有满足这个误码率阈值条件，才能确认定位传感器在这个位置ID 号代表的位置，否则不作为有效定位信息处理，这就等效于将信号交叠区的一部分当作盲区处理，定位传感器的位置在盲区内保持不变。定位信标通常是由载波引导信号+前导码+同步字+数据部分组成，数据部分通常由需要发送的数据本身+CRC校验码，有时还需要将这两个部分进行Manchester编码后发送，Manchester编码有利于提高无线信号传输的稳定性。
以前面描述的125KHz低频磁激活信号为例，定位天线发射的磁感应信号，可以看成带有一定方向性的点信号源，其磁感应强度在一个特定方向上，与距离的平方成反比，随着距离的增加磁感应强度快速衰减。在交叠区的中心，干扰最严重，定位传感器收到定位天线发射的位置ID号的误码率可能超过90％，成为事实上的盲区，随着定位传感器向任何一侧偏移，误码率迅速下降，收到正确激活码的概率快速提升。因此，当相邻定位天线的时钟保持同步，并按相同的时间周期发射定位信标信号，在每个定位信标发射周期的开始阶段的一个相干时间窗口内随机发射磁感应信号时(如图4所示)，可以通过调整相邻定位天线的信号发射强度，产生一个信号交叠区，通过定义一个误码率阈值条件，不满足这个阈值条件的，就当作盲区处理，不做任何位置变化的判断。该盲区在前面电梯厅的例子中，将沿着中间门和墙形成一个盲区墙(如图2所示)，盲区墙的厚度与两个相邻定位天线的激活信号强度、相邻定位天线间距、定位天线的方向性，以及误码率阈值条件的设定有关。
如图2所示，信号盲区墙厚度可以通过调整误码率阈值使得它比信号交叠区薄很多，经过信号盲区墙，位置信息不会改变，避免了误报问题，只有跨过信号盲区墙，到达另外一侧，才会触发定位区域的变更，这对于关键区域的定位判断，如上述门禁区域非常有利。
本发明专利具体实现方法如下：
1、定位天线的时钟同步：一个定位系统由一个中心服务器、若干定位基站、若干定位天线和若干定位传感器组成。定位天线的时钟，通过定时接收定位基站周期性发射的时钟同步射频信号来对时(如图3所示)。所有定位基站的时钟同样保持同步，具体方法不在此描述。
一台定位基站的默认ID＝0，每次断电后ID恢复默认设置。一台基站加入一个定位系统需要通过中心服务器授权，从中心服务器获取一个数值介于1和N之间的 ID号、时钟同步信标的工作信道、时钟同步信标的发射周期Tsync、时钟同步信标发射的单位时间间隔Tclk。
由于定位基站间的时钟保持同步，为了避免给定位天线提供的周期性时钟同步信号产生碰撞干扰，定位基站需要根据自己的ID编号，顺延ID*Tclk再发射包含基站ID的时钟同步信号，如果ID＝0则不发射。定位天线每隔几个Tsync周期，开始等待接收定位基站周期性发射的时钟同步信号，直至收到其中任意一台基站的时钟同步信号为止，根据接收到的基站ID号，按接收到时钟同步信号的时间-ID*Tclk 值进行对时。具体几个Tsync周期可以根据定位天线的晶振精度和时钟同步精度的需求而定。定位天线的时钟同步精度与定位信标相干发射时间窗口的设置有关。通常定位天线的时钟同步精度只要比定位信标相干发射时间窗口的宽度小一个量级即可，比如定位信标相干发射时间窗口为10ms，则定位天线的时钟同步精度为1ms 即可。
2、将不同的定位天线发射的位置ID号设置为不同。
3、将所有距离相近的定位天线的定位信标发射周期设置成一样。
4、定位信标相干发射的时间窗口是指在一个定位信标发射周期开始阶段有这样一个时间窗口，如果相邻定位天线在这个时间窗口内，相互间错开一点时间发射定位信标信号，就会造成定位传感器在相邻定位天线发射信号的交叠区内，因同时收到相邻定位天线发射的信号，结果造成干扰，无法可靠地接收相邻定位天线发射的不同位置ID号中的任意一个。
定位信标相干发射窗口的选择：定位信标发射时长＝载波引导信号(CarrierBurst)时长T1+前导码或报头(Preamble)时长T2+同步字(Sync Word or Pattern) 时长T3+数据部分(如定位天线ID+CRC校验码的曼切斯特编码)时长T4。不同的通信技术，采用的载波频率不同，对载波引导信号持续时间T1的要求也不一样，前导码的时长要求也不一样，比如采用6个比特的前导码，以4KHz的数据传输速率(比特率)计算，那么T2＝6/4ms＝1.25ms，同样的道理，T3、T4的时长与它们的字节数长度和传输速率有关。
定位信标相干发射的时间窗口可以按照定位信标发射时长的x％来取值，通常取值介于25％和75％之间。定位天线在每个定位信标发射周期开始时可以在这个相干窗口内，随机发射定位信标信号，相邻定位天线发射的信号，如果交叠，就会造成干扰，这种干扰正是我们所需要的，越稳定的干扰越好。至于x％的最佳值应该是多少，需要根据定位信标信号的通信技术的不同进行优化，目标是产生可靠的误码区。
5、定位天线的功率设置：定位天线的发射功率，要从它所需要覆盖的区域范围来考虑，以低频磁激活定位技术为例，需要考虑哪些区域需要保证可靠激活，然后需要考虑它与相邻定位天线间的干扰误码区的大小，即信号盲区墙的厚度，通常两个相邻定位天线的发射功率越大，信号交叠区越厚，信号盲区墙的厚度就越宽，前提是选择的误码率阈值保持不变，也可以通过调节误码率阈值条件来改变信号盲区墙的厚度。
6、定位天线的方向性设置：需要根据定位信号的类型来决定，目的是尽量保证信号交叠区内的信号误码区的稳定性。比如以磁感应信号为例，由于它具有一定的方向性，在门禁位置上，门内和门外的定位天线的磁感应信号方向最好相反，同时保持相对与门框的对称性，这样有利于产生对称的信号误码区，以及较薄的信号盲区墙。
7、信标编码数据的设计：常用的信标编码数据就是(定位天线ID+CRC校验码) 的曼切斯特(Manchester)编码，如耗电不是问题的话，CRC校验码的位数长一些比较好。信标编码的目的是提高判断信号盲区和非盲区的可靠性。
优选例2：
本发明专利提出一种方法，使得所有定位天线的时钟同步，同时让所有距离相近的定位天线，按各自预设的功率和统一编码规则，在一定相干窗口内，随机发射信标信号，使得相邻天线间产生一个事实上的信号干扰盲区。该盲区要比靠天线发射信号的RSSI值进行判断的逻辑“盲区”范围小，且更加可靠。在三维空间里，可以把两个天线间的信号干扰盲区想象成一睹虚拟屏蔽墙。
定位天线的时钟同步：一个定位系统由一个中心服务器、若干定位基站、若干定位天线和若干定位标签组成。定位天线的时钟，通过定时接收定位基站周期性发射的时钟同步射频信号来对时。所有定位基站的时钟同样保持同步，具体方法不在此描述。
一台定位基站的默认ID＝0，每次断电后ID恢复默认设置。一台基站加入一个定位系统需要通过中心服务器授权，从中心服务器获取一个数值介于1和N之间的 ID号、时钟同步信标的工作信道、时钟同步信标的发射周期Tsync、时钟同步信标发射的单位时间间隔Tclk。
由于定位基站间的时钟保持同步，为了避免给定位天线提供的周期性时钟同步信号产生碰撞干扰，定位基站需要根据自己的ID编号，顺延ID*Tclk再发射包含基站ID的时钟同步信号，如果ID＝0则不发射。定位天线每隔几个Tsync周期，开始等待接收定位基站周期性发射的时钟同步信号，直至收到其中任意一台基站的时钟同步信号为止，根据接收到的基站ID号，按接收到时钟同步信号的时间-ID*Tclk 值进行对时。具体几个Tsync周期可以根据定位天线的晶振精度和时钟同步精度的需求而定。定位天线的时钟同步精度与定位信标相干发射窗口的设置有关。通常定位天线的时钟同步精度只要比定位信标相干发射窗口的宽度小一个量级即可，比如定位信标相干发射窗口为10ms，则定位天线的时钟同步精度为1ms即可。
定位信标相干发射窗口的选择：定位信标发射时长＝载波时长T1(CarrierBurst) +前导码时长T2(Preamble)+同步字时长T3(Sync Word or Pattern)+编码数据时长T4(数据+CRC校验)，(不同的通信技术，采用的载波频率不同，对载波引导信号持续时间T1的要求也不一样，前导码的时长要求也不一样，比如采用6个比特的前导码，以4KHz的比特率计算，那么T2＝6/4ms＝1.25ms)，定位信标相干发射窗口可以选择定位信标发射时长的x％，定位天线可以在这个相干窗口内，随机发射定位信标信号。至于应该怎么定x％的具体数值，可以根据定位信标信号的传输协议、编码方式、定位天线唤醒标签(如低频磁激活)还是标签主动观察(如红外) 模式，以及对耗电因数的考量等因数，经测试评估决定，目标是产生可靠物理盲区。
定位天线的功率设置：定位天线的发射功率取决于它的覆盖范围，以及它与相邻定位天线间的盲区大小，即盲区屏蔽墙的厚薄程度，通常两个相邻天线的功率越大，信号交叠区越多，盲区屏蔽墙的厚度就越宽。
信标编码规则的设计：常用的信标编码规则就是对定位天线ID+CRC校验数据进行曼切斯特(Manchester)编码，如耗电不是问题的情况下，CRC校验位数长一些比较好。信标编码的目标是可靠分辨盲区和非盲区。CRC校验码是信标数据部分的组成部分。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (9)

1.一种区域定位确定度的改善方法，其特征在于，包括：
步骤S1：使得定位系统中的所有定位天线的时钟同步；
步骤S2：将不同的定位天线发射的位置ID号设置为不同；
步骤S3：将所有距离小于预设值的定位天线的定位信标发射周期设置为相同；
步骤S4：选择定位信标相干发射的时间窗口功率，在选择的相干发射的时间窗口内，随机发射定位信标信号，产生干扰误码区；
步骤S5：设置定位天线的功率；
步骤S6：设置定位天线的方向性；
步骤S7：进行信标编码数据的设计；
步骤S8：根据产生的信号干扰误码区，判定位置是否发生改变。
2.根据权利要求1所述的区域定位确定度的改善方法，其特征在于，所述步骤S1：
所述定位系统包括：一个中心服务器、多个定位基站、多个定位天线以及多个定位标签；
定位天线的时钟，通过定时接收定位基站周期性发射的时钟同步射频信号来对时,所有定位基站的时钟同样保持同步。
3.根据权利要求2所述的区域定位确定度的改善方法，其特征在于，所述一台定位基站的默认ID＝0，每次断电后ID恢复默认设置；
一台基站加入一个定位系统需要通过中心服务器授权，从中心服务器获取一个数值介于1和N之间的ID号、时钟同步信标的工作信道、时钟同步信标的发射周期Tsync、时钟同步信标发射的单位时间间隔Tclk。
4.根据权利要求3所述的区域定位确定度的改善方法，其特征在于，所述定位基站根据自己的ID编号，顺延ID*Tclk再发射包含基站ID的时钟同步信号，若ID＝0则不发射；
定位天线每隔预设数量个Tsync周期，开始等待接收定位基站周期性发射的时钟同步信号，直至收到其中任意一台定位基站的时钟同步信号为止，根据接收到的基站ID号，按接收到时钟同步信号的时间-ID*Tclk值进行对时；
所述预设数量Tsync周期根据定位天线的晶振精度和时钟同步精度的需求设置；
所述定位天线的时钟同步精度与定位信标相干发射窗口的设置有关，定位天线的时钟同步精度比定位信标相干发射窗口的宽度小一个或多个量级。
5.根据权利要求1所述的区域定位确定度的改善方法，其特征在于，所述步骤S4：
定位信标相干发射的时间窗口是指在一个定位信标发射周期开始阶段有这样一个时间窗口，若相邻定位天线在这个时间窗口内，相互间错开时间发射定位信标信号，则会造成定位传感器在相邻定位天线发射信号的交叠区内，因同时收到相邻定位天线发射的信号，结果造成干扰，无法可靠地接收相邻定位天线发射的不同位置ID号中的任意一个；
所述选择定位信标相干发射的时间窗口：
定位信标发射时长＝载波时长T1+前导码时长T2+同步字时长T3+编码数据时长T4，定位信标相干发射的时间窗口选择定位信标发射时长的预设比例x％来取值，定位天线在每个定位信标发射周期开始时，在选择的相干发射的时间窗口内，随机发射定位信标信号，并定义一个误码率阈值，高于误码率阈值时，当作干扰误码区处理，不做任何位置变化的判断；
所述定位信标包括：载波引导信号、前导码、同步字以及数据部分；
数据部分包括：需要发送的数据本身及CRC校验码；
预设比例x％的具体数值根据考量因数决定，所述考量因素包括：定位信标信号的传输协议、编码方式以及对耗电因数。
6.根据权利要求1所述的区域定位确定度的改善方法，其特征在于，所述步骤S5：
定位天线的发射功率根据其覆盖范围以及它与相邻定位天线间的干扰误码区大小决定；
所述相邻定位天线间的干扰误码区大小指：干扰误码区的厚薄程度，两个相邻天线的功率越大，信号交叠区越多，干扰误码区的厚度就越宽；
通过调整相邻定位天线的信号发射功率，调整干扰误码区的大小。
7.根据权利要求1所述的区域定位确定度的改善方法，其特征在于，所述步骤S7：
对定位天线ID及CRC校验数据进行曼切斯特编码，通过信标编码实现可靠分辨误码区和非误码区。
8.一种区域定位确定度的改善系统，其特征在于，包括：
模块S1：使得定位系统中的所有定位天线的时钟同步；
模块S2：将不同的定位天线发射的位置ID号设置为不同；
模块S3：将所有距离小于预设值的定位天线的定位信标发射周期设置为相同；
模块S4：选择定位信标相干发射的时间窗口功率，在选择的相干发射的时间窗口内，随机发射定位信标信号，产生干扰误码区；
模块S5：设置定位天线的功率；
模块S6：设置定位天线的方向性；
模块S7：进行信标编码数据的设计；
模块S8：根据产生的信号干扰误码区，判定位置是否发生改变。
9.根据权利要求8所述的区域定位确定度的改善系统，其特征在于，所述模块S1：
所述定位系统包括：一个中心服务器、多个定位基站、多个定位天线以及多个定位标签；
定位天线的时钟，通过定时接收定位基站周期性发射的时钟同步射频信号来对时,所有定位基站的时钟同样保持同步；
所述一台定位基站的默认ID＝0，每次断电后ID恢复默认设置；
一台基站加入一个定位系统需要通过中心服务器授权，从中心服务器获取一个数值介于1和N之间的ID号、时钟同步信标的工作信道、时钟同步信标的发射周期Tsync、时钟同步信标发射的单位时间间隔Tclk；
所述定位基站根据自己的ID编号，顺延ID*Tclk再发射包含基站ID的时钟同步信号，若ID＝0则不发射；
定位天线每隔预设数量个Tsync周期，开始等待接收定位基站周期性发射的时钟同步信号，直至收到其中任意一台定位基站的时钟同步信号为止，根据接收到的基站ID号，按接收到时钟同步信号的时间-ID*Tclk值进行对时；
所述预设数量Tsync周期根据定位天线的晶振精度和时钟同步精度的需求设置；
所述定位天线的时钟同步精度与定位信标相干发射窗口的设置有关，定位天线的时钟同步精度比定位信标相干发射窗口的宽度小一个或多个量级；
所述模块S4：
定位信标相干发射的时间窗口是指在一个定位信标发射周期开始阶段有这样一个时间窗口，若相邻定位天线在这个时间窗口内，相互间错开时间发射定位信标信号，则会造成定位传感器在相邻定位天线发射信号的交叠区内，因同时收到相邻定位天线发射的信号，结果造成干扰，无法可靠地接收相邻定位天线发射的不同位置ID号中的任意一个；
所述选择定位信标相干发射的时间窗口：
定位信标发射时长＝载波时长T1+前导码时长T2+同步字时长T3+编码数据时长T4，定位信标相干发射的时间窗口选择定位信标发射时长的预设比例x％来取值，定位天线在每个定位信标发射周期开始时，在选择的相干发射的时间窗口内，随机发射定位信标信号，并定义一个误码率阈值，高于误码率阈值时，当作干扰误码区处理，不做任何位置变化的判断；
所述定位信标包括：载波引导信号、前导码、同步字以及数据部分；
数据部分包括：需要发送的数据本身及CRC校验码；
预设比例x％的具体数值根据考量因数决定，所述考量因素包括：定位信标信号的传输协议、编码方式以及对耗电因数；
所述模块S5：
定位天线的发射功率根据其覆盖范围以及它与相邻定位天线间的干扰误码区大小决定；
所述相邻定位天线间的干扰误码区大小指：干扰误码区的厚薄程度，两个相邻天线的功率越大，信号交叠区越多，干扰误码区的厚度就越宽；
通过调整相邻定位天线的信号发射功率，调整干扰误码区的大小；
所述模块S7：
对定位天线ID及CRC校验数据进行曼切斯特编码，通过信标编码实现可靠分辨误码区和非误码区。
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