一种基于时分多址的UWB通讯方法、介质、终端和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种基于时分多址的UWB通讯方法、介质、终端和装置，采用无身份的通讯机制，在时隙对齐的情况下，所有设备分别在各自时隙广播自己的发送时间戳，并利用各自设备中的可读写存储器记录下广播中所有通讯设备的发送时间戳，即可以在一个时间片中同时计算出参与通讯的各通讯设备与自己距离，大大减少了计算距离所需的时间片浪费，从而提高通讯效率。

UWB communication method, medium, terminal and device based on TDMA

【技术实现步骤摘要】
一种基于时分多址的UWB通讯方法、介质、终端和装置
本专利技术涉及通讯领域，尤其涉及一种基于时分多址的UWB通讯方法、介质、终端和装置。
技术介绍
UWB(Ultra-Wideband)是一种无限载波通讯技术，通过TOF(TimeofFlight)可以测量出UWB基站和UWB标签之间的距离，并保持一定数据量的通讯。一般来说存在SS-TWR(单向双向通讯)和DS-TWR(双向双向通讯)两种通讯方法，在SS-TWR中飞行时间估计具有相当大的误差，几乎无法在实际工作环境中运用；而在DS-TWR中需要多次通讯，不仅存在通讯延迟，而且还需要区分Tag(标签)和Anchor(基站)，因为标准通讯中只有Anchor才能感知到距离，因此N个设备必须在N+1个时间片后才能测得与所有设备之间的距离，影响了通讯速度和通讯的效率。
技术实现思路
本专利技术提供了一种基于时分多址的UWB通讯方法、介质、终端和装置，解决了以上所述的技术问题。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于时分多址的UWB通讯方法，包括以下步骤：步骤1，获取时隙对齐后本通讯设备对应的时隙TA和通讯设备B对应的时隙TB；步骤2，在第1帧、第2帧、……第N帧的对应时隙TA分别发送第一数据，并对整个空间广播自己的发送时间戳同时在第1帧、第2帧、……第N帧的时隙TB分别接收通讯设备B发送的第二数据，并记录通讯设备B在对应帧发送第二数据的发送时间戳和第二数据接收完成的接收时间戳其中表示本通讯设备在第i帧的发送时间戳，表示本通讯设备在第i帧的接收时间戳，表示通讯设备B在第i帧的发送时间戳，i的取值为1、2……N；步骤3，读取本通讯设备所存储的全部接收时间戳和发送时间戳并在一个时间片中计算本通讯设备与通讯设备B的距离。在一个优选实施方式中，还包括时隙对齐步骤，所述时隙对齐步骤具体为：S001，将时间划分为周期性预设长度的帧，每一帧按预设时间间隔划分为多个时隙；S002，上电后，对本通讯设备出厂时的设备序列号和随机数进行异或计算，存储异或计算结果，并将所述异或计算结果作为本通讯设备的身份ID进行广播；S003，接收其他通讯设备广播的所述身份ID，并结合本通讯设备的身份ID建立ID链表，所述ID链表包含按照升序排列的多个身份ID；S004，查询本通讯设备的身份ID在所述ID链表中的位置，生成本通讯设备在整个网络环境中的排序值，根据所述排序值获取对应的时隙TA。在一个优选实施方式中，读取本通讯设备所存储的全部接收时间戳和发送时间戳并在一个时间片中计算本通讯设备与通讯设备B的距离具体包括以下步骤：S401，根据所述接收时间戳和所述发送时间戳计算本通讯设备的roundAj和replyAj，j的取值为1、2……N-1，其中，S402，根据roundAj和replyAj计算本通讯设备的tprop_ctnA，其中，S403，根据tprop_ctnA计算本通讯设备与通讯设备B的距离，其中，C为光速，frep为计数频率。在一个优选实施方式中，步骤4中当本通讯设备记录有多于N帧的时间戳数据时，读取最近N帧的时间戳数据计算对应距离在一个优选实施方式中，步骤2中将所述接收时间戳和所述发送时间戳记录在时隙TB对应的内存中。本专利技术实施例的第二方面提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现以上所述的基于时分多址的UWB通讯方法。本专利技术实施例的第三方面提供了一种基于时分多址的UWB通讯终端，包括所述的计算机可读存储介质和处理器，所述处理器执行所述计算机可读存储介质上的计算机程序时实现以上所述基于时分多址的UWB通讯方法的步骤。本专利技术实施例的第四方面提供了一种基于时分多址的UWB通讯装置，包括包括时隙获取模块、数据采集模块和距离计算模块，所述时隙获取模块用于获取时隙对齐后本通讯设备对应的时隙TA和通讯设备B对应的时隙TB；所述数据采集模块用于在第1帧、第2帧、……第N帧的对应时隙TA分别发送第一数据，并对整个空间广播自己的发送时间戳同时在第1帧、第2帧、……第N帧的时隙TB分别接收通讯设备B发送的第二数据，并记录通讯设备B在对应帧发送第二数据的发送时间戳和第二数据接收完成的接收时间戳其中表示本通讯设备在第i帧的发送时间戳，表示本通讯设备在第i帧的接收时间戳，表示通讯设备B在第i帧的发送时间戳，i的取值为1、2……N；所述距离计算模块用于读取本通讯设备所存储的全部接收时间戳和发送时间戳并在一个时间片中计算本通讯设备与通讯设备B的距离。在一个优选实施方式中，所述时隙获取模块具体包括：时隙划分单元，用于将时间划分为周期性预设长度的帧，每一帧按预设时间间隔划分为多个时隙；异或计算单元，用于上电后，对本通讯设备出厂时的设备序列号和随机数进行异或计算，存储异或计算结果，并将所述异或计算结果作为本通讯设备的身份ID进行广播；身份表建立单元，用于接收其他通讯设备广播按照以上方法生成的身份ID，并结合本通讯设备的身份ID建立ID链表，所述ID链表包含按照升序排列的多个身份ID；时隙分配单元，用于查询本通讯设备的身份ID在所述ID链表中的位置，生成本通讯设备在整个网络环境中的排序值，并根据所述排序值获取对应的时隙TA。在一个优选实施方式中，所述距离计算模块包括：数据读取单元，用于读取本通讯设备所存储的全部接收时间戳和发送时间戳第一计算单元，用于根据所述接收时间戳和所述发送时间戳计算本通讯设备的roundAj和replyAj，j的取值为1、2……N-1，其中，第二计算单元，用于根据roundAj和replyAj计算本通讯设备的tprop_ctnA，其中，第三计算单元，用于根据tprop_ctnA计算本通讯设备和通讯设备B的距离，其中，C为光速，frep为计数频率。本专利技术采用无身份的通讯机制，在时隙对齐的情况下，所有设备分别在各自时隙广播自己的发送时间戳，并利用各自设备中的可读写存储器记录下广播中所有通讯设备的发送时间戳，即可以在一个时间片中同时计算出参与通讯的各通讯设备与自己距离，大大减少了计算距离所需的时间片浪费，从而提高通讯效率。为使专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本专利技术较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1是实施例1提供的基于时分多址的UWB通讯方法的流程示意图；图2是实施例2提供的基于时分多址的UWB通讯装置的结构示意图；图3是实施例3提供的基于时分多址本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于时分多址的UWB通讯方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1，获取时隙对齐后本通讯设备对应的时隙T

【技术特征摘要】
1.一种基于时分多址的UWB通讯方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，获取时隙对齐后本通讯设备对应的时隙TA和通讯设备B对应的时隙TB；
步骤2，在第1帧、第2帧、……第N帧的对应时隙TA分别发送第一数据，并对整个空间广播自己的发送时间戳同时在第1帧、第2帧、……第N帧的时隙TB分别接收通讯设备B发送的第二数据，并记录通讯设备B在对应帧发送第二数据的发送时间戳和第二数据接收完成的接收时间戳其中表示本通讯设备在第i帧的发送时间戳，表示本通讯设备在第i帧的接收时间戳，表示通讯设备B在第i帧的发送时间戳，i的取值为1、2……N；
步骤3，读取本通讯设备所存储的全部接收时间戳和发送时间戳并在一个时间片中计算本通讯设备与通讯设备B的距离。


2.根据权利要求1所述的基于时分多址的UWB通讯方法，其特征在于，还包括时隙对齐步骤，所述时隙对齐步骤具体为：
S001，将时间划分为周期性预设长度的帧，每一帧按预设时间间隔划分为多个时隙；
S002，上电后，对本通讯设备出厂时的设备序列号和随机数进行异或计算，存储异或计算结果，并将所述异或计算结果作为本通讯设备的身份ID进行广播；
S003，接收其他通讯设备广播的所述身份ID，并结合本通讯设备的身份ID建立ID链表，所述ID链表包含按照升序排列的多个身份ID；
S004，查询本通讯设备的身份ID在所述ID链表中的位置，生成本通讯设备在整个网络环境中的排序值，根据所述排序值获取对应的时隙TA。


3.根据权利要求1或2所述的基于时分多址的UWB通讯方法，其特征在于，读取本通讯设备所存储的全部接收时间戳和发送时间戳并在一个时间片中计算本通讯设备与通讯设备B的距离具体包括以下步骤：
S401，根据所述接收时间戳和所述发送时间戳计算本通讯设备的roundAj和replyAj，j的取值为1、2……N-1，其中，



S402，根据roundAj和replyAj计算本通讯设备的tprop_ctnA，其中，



S403，根据tprop_ctnA计算本通讯设备与通讯设备B的距离，其中，

C为光速，frep为计数频率。


4.根据权利要求3所述的基于时分多址的UWB通讯方法，其特征在于，步骤4中，当本通讯设备记录有多于N帧的时间戳数据时，读取最近N帧的时间戳数据计算对应距离。


5.根据权利要求4所述的基于时分多址的UWB通讯方法，其特征在于，步骤2中将所述接收时间戳和所述发送时间戳记录在时隙TB对应的内存中。


6.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁志炜，王洪亮，
申请(专利权)人：上海有个机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31