[發明專利]超帶寬室內定位系統中一種數據與時鐘同步信號傳輸方法

在審

• 申請號: 201410122433.4
• 申請日: 2014-03-28
• 公開（公告）號: CN103905995A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 趙瑞祥;尹作彪;張西洋
• 申請（專利權）人: 趙瑞祥
• 主分類號: H04W4/04
• 分類號: H04W4/04;H04W56/00;H04W64/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及室內定位技術，尤其涉及超帶寬室內定位系統中一種數據與時鐘同步信號傳輸方法。

背景技術

全球衛星導航無法提供室內的高精度定位。而基于接收信號強度法（RSSI）的WIFI定位、Zigibee定位與藍牙定位等室內定位方法只能提供數米的精度，且易受環境干擾。近年來，基于超帶寬（UWB）的室內定位研究成為熱點，其高達厘米級精度的特點使其在人員定位與設備定位等應用中有著廣闊前景。

超帶寬室內定位技術通常采用到達時間差法（TDOA）計算標簽在室內的位置。通過記錄標簽發出的超窄脈沖波到達各同步基站的時刻，并將各記錄時刻通過數據包形式上傳到定位引擎解算以獲得任意一對基站被超窄脈沖波觸發的時間差，進一步解算以獲得標簽的實時位置。

實時定位的前提是各基站數據可靠上傳；高精度定位的保障是各基站的基準時刻必須嚴格實時同步，以獲得精準的時間差值。因此，數據和時鐘同步信號在基站與基站間、基站與定位引擎間的傳輸極為關鍵。

發明內容

本發明提出了一種以網線為介質，鏈狀傳輸室內定位系統數據與時鐘同步信號的傳輸方法，能夠滿足超帶寬室內定位系統對數據實時傳輸、時鐘同步信號實時下發的要求，具有傳輸可靠、布設簡易的特點。

所述每條傳輸鏈上的基站與基站之間采用網線連接，基站與定位引擎之間也采用網線連接。通過以下設計可以在一根網線上同時傳輸數據與時鐘同步信號：將其中兩對雙絞線分別用于數據的上行和下行，接入定位引擎或基站的差分信號收發模塊；將剩余兩對雙絞線即四條導線用于定位引擎與最多四個基站之間的時鐘同步，接入定位引擎的時鐘源或基站的時鐘同步模塊。

在上述技術方案中，所述定位引擎具有一個時鐘源、一對差分數據收發模塊。用于向各條傳輸鏈中的各基站周期性下發時鐘同步信號；同時發送和接收來自各條傳輸鏈上的數據。

在上述技術方案中，所述基站具有一個時鐘同步模塊、兩對差分數據收發模塊。用于接收同步信號以同步本基站時鐘并轉發屬于后面幾個基站的時鐘同步信號；同時向上和向下收發數據。

在上述技術方案中，所述數據包括定位數據包、控制命令包、節點配置參數包、測試命令包。

在上述技術方案中，所述時鐘同步信號包括周期性脈沖和編碼信號。

本發明為使用TDOA法的超帶寬室內定位系統設計了一種數據與時鐘同步信號傳輸方法，利用單根網線在定位引擎與基站之間、基站與基站之間同時傳輸數據域時鐘同步信號。實現了數據域時鐘同步信號的鏈狀傳輸。解決了超帶寬室內定位系統中數據可靠上傳、時鐘同步信號實時下發的難題，并具有傳輸可靠、施工簡易的特點。

附圖說明

圖1為超帶寬室內定位系統結構框圖；

圖2為一條傳輸鏈上的傳輸結構示意圖。

具體實施方式

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的類似方案。

在一套超帶寬室內定位系統中（參見附圖2），定位引擎1具有兩條數據與時鐘同步信號傳輸鏈（2、3）。傳輸鏈2上鏈狀連接了四個定位基站4，可以組成三維室內定位系統；傳輸鏈3上鏈狀連接了3個定位基站4，可以組成二維室內定位系統。傳輸鏈2和3可以共同組成更大區域的室內定位系統。

在一條完整的傳輸鏈2中（參見附圖1），傳輸鏈2上定位引擎1通過網線5與基站一4-1相連，基站一4-1通過網線5與基站二4-2相連，基站二4-2通過網線5與基站三4-3相連，基站三4-3通過網線5與基站四4-4相連。

定位引擎1通過時鐘源模塊6，將四路同步時鐘信號通過兩對雙絞線7下發到基站一4-1的時鐘同步模塊8-1。

基站一4-1將其中一路時鐘同步信號用于本基站的時鐘同步，將剩余三路時鐘同步信號通過本基站內的導線9連接到接入時鐘同步模塊8-2的雙絞線7。基站二4-2將其中一路時鐘同步信號用于本基站的時鐘同步，將剩余兩路時鐘同步信號連接到接入時鐘同步模塊8-3的雙絞線7。基站三4-3將其中一路時鐘同步信號用于本基站的時鐘同步，將剩余一路時鐘同步信號連接到接入時鐘同步模塊8-4的雙絞線7。基站四4-4將接收到的時鐘同步信號用于本基站的時鐘同步。

定位引擎1使用差分數據收發模塊10-1通過網線5與基站一4-1的差分數據收發模塊10-2通信，基站一4-1使用差分數據收發模塊10-3通過網線5與基站二4-2的差分數據收發模塊10-4通信，基站二4-2使用差分數據收發模塊10-5通過網線5與基站三4-3的差分數據收發模塊10-6通信，基站三4-3使用差分數據收發模塊10-7通過網線5與基站四4-4的差分數據收發模塊10-8通信。在以上通信中，定位數據包、控制命令包、節點配置參數包、測試命令包數據在四個基站4與定位引擎1之間鏈狀傳遞傳輸。