超宽带定位系统、基站、标签及其操作方法技术方案

本发明专利技术揭露了超宽带定位系统、基站、标签及其操作方法。因为本发明专利技术利用一个已知所有基站位置的服务器来决定进行测距的基站，且该服务器分配不同的时间给每个进行测距的基站，所以本发明专利技术可以避免基站间测距的冲突。再者，因为标签可以借由监听空中的超宽带信号来选择特定的时隙接入超宽带定位系统，所以本发明专利技术可以减少标签间的冲突。借由仔细规划时分复用系统的系统帧及子帧，并且精心安排基站及标签的操作时序，本发明专利技术提供实用且稳定的超宽带定位系统、基站及标签。

【技术实现步骤摘要】
超宽带定位系统、基站、标签及其操作方法
本专利技术是关于超宽带(ultra-wideband,UWB)定位系统。
技术介绍
超宽带定位系统使用多个基站(basestation,BS)，或称节点(node)或锚点(anchor)，对多个标签(tag)测量距离，然后计算出各标签在三维空间中的位置。而协调基站与标签之间的沟通时程是非常重要的。好的协调可以避免冲突，使定位系统更稳定。此外，为各标签选择合适的定位基站组合，可以为后续的定位演算法提供更佳的参数。
技术实现思路
鉴于先前技术的不足，本专利技术的一目的在于提供一种超宽带定位系统、基站、标签及其操作方法，以避免冲突及提高系统的稳定性。本专利技术提供一种用于一超宽带定位标签的操作方法，包含：在一系统周期内监听一轮询信号；在该系统周期结束且未收到任何轮询信号的情况下，广播一接入请求信号以尝试接入一超宽带定位系统；于广播该接入请求信号之后，接收一基站所发出的一接入回复信号，该接入回复信号包含一时间信息；以及根据该时间信息接入该超宽带定位系统。本专利技术另提供一种用于一超宽带定位标签的操作方法，包含：在一系统周期内监听一超宽带定位系统的一轮询信号；在收到该轮询信号之后，解析该轮询信号以取得该轮询信号所携带的一系统帧号及一子帧号；根据该系统帧号与该子帧号，与该超宽带定位系统同步；以及于非对应于该系统帧号的一系统帧中广播一信标信号。本专利技术另提供一种用于一超宽带定位标签的操作方法，该超宽带定位标签具有一标签识别码，该操作方法包含：广播一信标信号；接收一基站所传送的一轮询信号；解析该轮询信号，该轮询信号包含一目标标签识别码；判断该标签识别码是否等于该目标标签识别码；以及于确认该标签识别码等于该目标标签识别码之后，传送一测距回复信号至该基站。该测距回复信号包含接收该轮询信号的一第一时间点及传送该测距回复信号的一第二时间点。本专利技术另提供一种用于一超宽带定位基站的操作方法，该超宽带定位基站应用于一超宽带定位系统，该超宽带定位系统每周期包含多个系统帧，且每一系统帧包含多个子帧。该操作方法包含：接收一标签所发出的一接入请求信号；选择一闲置的系统帧；以及于该闲置的系统帧传送一接入回复信号给该标签。该接入回复信号包含该闲置的系统帧的一系统帧号及一子帧号，且该子帧号对应于该闲置的系统帧的该些子帧的其中之一。本专利技术另提供一种用于一超宽带定位基站的操作方法，该超宽带定位基站应用于一超宽带定位系统，该超宽带定位系统包含一服务器且每周期包含多个系统帧，而每一系统帧包含多个子帧。该操作方法包含：接收一标签所发出的一信标信号，该信标信号包含该标签的一标签识别码；计算该信标信号的一信号强度；传送该信标信号及该信号强度给该服务器；接收该服务器所传送的一测距命令，该测距命令指定一子帧号；于该子帧号所对应的一子帧传送一轮询信号并接收该标签所传送的一测距回复信号，该轮询信号包含该标签识别码，该测距回复信号包含一时间信息；以及将该时间信息传送给该服务器。本专利技术另提供一种超宽带定位系统的操作方法，该超宽带定位系统包含一服务器、一第一基站、一第二基站及一标签，且该超宽带定位系统每周期包含多个系统帧，以及每一系统帧包含多个子帧。该操作方法包含：该第一基站接收该服务器所传送的一第一测距命令，该第一测距命令指示一目标系统帧的一第一子帧；该标签于该目标系统帧的该第一子帧接收该第一基站所传送的一第一轮询信号；该第二基站接收该服务器所传送的一第二测距命令，该第二测距命令指示该目标系统帧的一第二子帧；该标签于该目标系统帧的该第二子帧接收该第二基站所传送的一第二轮询信号；该第一基站于该目标系统帧的该第一子帧接收该标签所传送的一第一测距回复信号，该第一测距回复信号包含一第一时间信息；该第二基站于该目标系统帧的该第二子帧接收该标签所传送的一第二测距回复信号，该第二测距回复信号包含一第二时间信息；该第一基站传送该第一时间信息至该服务器；以及该第二基站传送该第二时间信息至该服务器。本专利技术另提供一种超宽带定位系统的操作方法，该超宽带定位系统包含一服务器、一第一基站、一第二基站及一标签，且该超宽带定位系统每周期包含多个系统帧。该操作方法包含：该标签于一第一系统帧广播一信标信号，该信标信号包含该标签的一标签识别码；该第一基站及该第二基站于该第一系统帧接收该信标信号；该第一基站于一第二系统帧的一第一子帧传送一第一轮询信号，其中该第一轮询信号包含该标签识别码，且该第二系统帧晚于该第一系统帧；该第二基站于该第二系统帧的一第二子帧传送一第二轮询信号，其中该第二轮询信号包含该标签识别码，且该第一子帧及该第二子帧为连续；以及该标签于该第二系统帧的该第一子帧及该第二子帧分别接收该第一轮询信号及该第二轮询信号。本专利技术的超宽带定位系统、基站、标签及其操作方法利用一个已知所有基站位置的服务器来选择进行测距的基站，而非根据标签的随机选择。相较于传统技术，因为本专利技术的服务器分配不同的时间给每个进行测距的基站，所以可以避免基站间测距的冲突。以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述，但不作为对本专利技术的限定。附图说明图1为本专利技术超宽带定位系统的一实施例的连接拓扑；图2为本专利技术超宽带定位基站的一实施例的功能方块图；图3为本专利技术超宽带定位标签的一实施例的功能方块图；图4为本专利技术超宽带定位系统的系统帧及子帧的安排；图5为本专利技术超宽带定位系统的一实施例的流程图(sequencediagram)；图6为本专利技术的标签从启动至进入测距状态的操作流程；图7为本专利技术的标签于测距状态的一实施例的操作流程；图8为本专利技术的标签于测距状态的另一实施例的操作流程；图9为本专利技术的基站的操作方法的一实施例的流程图；以及图10为本专利技术的基站处理BCN信号的一实施例的流程图。其中，附图标记：100超宽带定位系统110服务器120、120_1、120_2、120_3、120_4、120_N基站130标签115_1、115_2、115_3、115_4、115_N信号连线122、132无线收发电路124、134计算电路126、136存储器128有线网络收发电路T系统周期t子帧长度FN_1、FN_2、FN_3、FN_K、FN_Q系统帧SFN_1、SFN_2、SFN_3、SFN_W子帧P1、P2阶段BCN信标信号POL轮询信号Rach接入请求信号Resp接入回复信号MBCN混合信标信号PSS测距命令BCK测距回复信号FNL测距结果S610～S690、S705～S760、S905～S990、S1005～S1080步骤具体实施方式下面结合附图对本专利技术的结构原理和工作原理作具体的描述：由于本专利技术的超宽带定位系统、基站及标签所包含的部分元件单独而言可能为已知元件，以下说明对于已本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于一超宽带定位标签的操作方法，其特征在于，包含：/n在一系统周期内监听一轮询信号；/n在该系统周期结束且未收到任何轮询信号的情况下，广播一接入请求信号以尝试接入一超宽带定位系统；/n于广播该接入请求信号之后，接收一基站所发出的一接入回复信号，该接入回复信号包含一时间信息；以及/n根据该时间信息接入该超宽带定位系统。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于一超宽带定位标签的操作方法，其特征在于，包含：
在一系统周期内监听一轮询信号；
在该系统周期结束且未收到任何轮询信号的情况下，广播一接入请求信号以尝试接入一超宽带定位系统；
于广播该接入请求信号之后，接收一基站所发出的一接入回复信号，该接入回复信号包含一时间信息；以及
根据该时间信息接入该超宽带定位系统。


2.一种用于一超宽带定位标签的操作方法，其特征在于，包含：
在一系统周期内监听一超宽带定位系统的一轮询信号；
在收到该轮询信号之后，解析该轮询信号以取得该轮询信号所携带的一系统帧号及一子帧号；
根据该系统帧号与该子帧号，与该超宽带定位系统同步；以及
于非对应于该系统帧号的一系统帧中广播一信标信号。


3.一种用于一超宽带定位标签的操作方法，该超宽带定位标签具有一标签识别码，其特征在于，包含：
广播一信标信号；
接收一基站所传送的一轮询信号；
解析该轮询信号，其中该轮询信号包含一目标标签识别码；
判断该标签识别码是否等于该目标标签识别码；以及
于确认该标签识别码等于该目标标签识别码之后，传送一测距回复信号至该基站，其中该测距回复信号包含接收该轮询信号的一第一时间点及传送该测距回复信号的一第二时间点。


4.如权利要求3项所述的操作方法，其特征在于，该超宽带定位标签系于一第一系统帧广播该信标信号，且于一第二系统帧接收该轮询信号，该第二系统帧晚于该第一系统帧。


5.如权利要求3项所述的操作方法，其特征在于，于广播该信标信号之前该超宽带定位标签已接入一超宽带定位系统，该操作方法更包含：
于确认该标签识别码不等于该目标标签识别码之后，再次接入该超宽带定位系统。


6.如权利要求3项所述的操作方法，其特征在于，该超宽带定位标签于一第一系统帧广播该信标信号，该轮询信号为一第一轮询信号，该目标标签识别码为一第一目标标签识别码，该操作方法更包含：
于一第二系统帧接收一第二轮询信号，其中该第二系统帧早于该第一系统帧，该第二轮询信号包含对应于该第一系统帧的一第二目标标签识别码；
判断该标签识别码是否等于该第二目标标签识别码；以及
于确认该标签识别码等于该第二目标标签识别码之后，于该第一系统帧广播该信标信号。


7.如权利要求3项所述的操作方法，其特征在于，于广播该信标信号之前该超宽带定位标签已接入一超宽带定位系统，该超宽带定位标签于一第一系统帧广播该信标信号，该轮询信号为一第一轮询信号，该目标标签识别码为一第一目标标签识别码，该操作方法更包含：
于一第二系统帧接收一第二轮询信号，其中该第二系统帧早于该第一系统帧，该第二轮询信号包含对应于该第一系统帧的一第二目标标签识别码；
判断该标签识别码是否等于该第二目标标签识别码；以及
于确认该标签识别码不等于该第二目标标签识别码之后，再次接入该超宽带定位系统。


8.一种用于一...

【专利技术属性】
技术研发人员：程林，王成超，
申请(专利权)人：中磊电子苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32