[發(fā)明專(zhuān)利]一種多通道接收機(jī)、UWB定位系統(tǒng)及定位方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910010209.9
• 申請(qǐng)日: 2019-01-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109787647A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃偉;朱曉章;張晨曦;李飛雪
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 四川中電昆辰科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H04B1/16
• 分類(lèi)號(hào): H04B1/16;H04B1/00;H04W64/00;G01S5/06
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了一種多通道接收機(jī)、UWB定位系統(tǒng)及定位方法，其中，多通道接收機(jī)用于接收發(fā)射機(jī)發(fā)射的發(fā)射信號(hào)，發(fā)射信號(hào)具有發(fā)射頻譜，多通道接收機(jī)包括N個(gè)接收通道，每個(gè)接收通道具有接收頻帶和接收周期，每個(gè)接收通道的接收頻帶均能夠接收發(fā)射信號(hào)且任意兩個(gè)接收通道的接收頻帶至少部分不重疊，其中，N為大于等于2的整數(shù)。本申請(qǐng)通過(guò)在UWB接收機(jī)中增設(shè)不同頻帶的多個(gè)接收通道，解決了現(xiàn)有技術(shù)中，UWB接收機(jī)中只有一個(gè)接收通道，在該接收通道對(duì)應(yīng)的頻帶受到其他同頻信號(hào)的干擾時(shí)導(dǎo)致無(wú)法正確接收UWB信號(hào)的問(wèn)題。此外，通過(guò)對(duì)接收通道接收到的信號(hào)進(jìn)行甄別，摒棄受到干擾的接收通道的接收結(jié)果，提高了UWB信號(hào)接收的準(zhǔn)確率，增強(qiáng)了系統(tǒng)的抗干擾性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無(wú)線(xiàn)通信領(lǐng)域，具體涉及一種多通道接收機(jī)、UWB定位系統(tǒng)及定位方法。

背景技術(shù)

對(duì)于大型建筑內(nèi)部、城市密集區(qū)域，以及橋梁、水壩、山體、基坑等區(qū)域的安全監(jiān)測(cè)，有助于實(shí)現(xiàn)對(duì)人員的安全監(jiān)控、緊急救援，對(duì)物資的運(yùn)輸管理、分配調(diào)度，以及對(duì)自然災(zāi)害的預(yù)防和監(jiān)測(cè)等。由于具有建筑群密集，遮擋，環(huán)境復(fù)雜監(jiān)測(cè)空間狹小GPS、北斗信號(hào)往往不能深入覆蓋，導(dǎo)致空間監(jiān)測(cè)困難。現(xiàn)有技術(shù)中，通過(guò)自建定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在特定區(qū)域中對(duì)指定目標(biāo)的定位和監(jiān)控。UWB(Ultra Wideband)是一種無(wú)載波通信技術(shù)，利用納秒至皮秒級(jí)的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)。UWB具有脈沖寬度窄，抗干擾性能強(qiáng)、傳輸速率高、帶寬極寬、消耗電能小、發(fā)送功率小等諸多優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于室內(nèi)通信、高速無(wú)線(xiàn)LAN、家庭網(wǎng)絡(luò)、無(wú)繩電話(huà)、安全檢測(cè)、位置測(cè)定、雷達(dá)等領(lǐng)域。以UWB信號(hào)作為定位信號(hào)的定位系統(tǒng)可以彌補(bǔ)天空衛(wèi)星無(wú)法覆蓋的區(qū)域，方便布置，實(shí)現(xiàn)狹小空間的位移監(jiān)測(cè)。

在以UWB脈沖作為測(cè)距或定位信號(hào)的測(cè)距或定位系統(tǒng)中需要UWB脈沖在發(fā)送端和接收機(jī)之間進(jìn)行信號(hào)交互。現(xiàn)有技術(shù)中，UWB脈沖由雪崩二極管反向加電產(chǎn)生，獲得的UWB脈沖在時(shí)域上是亞納秒級(jí)別的窄脈沖，在頻域上的頻譜覆蓋從幾兆赫茲至近十吉赫茲，因而被稱(chēng)作超寬帶脈沖。在UWB信號(hào)的接收機(jī)，現(xiàn)有技術(shù)中，受限于天線(xiàn)及濾波器等硬件限制，很難實(shí)現(xiàn)完全覆蓋整個(gè)UWB脈沖頻譜區(qū)域的超寬帶接收機(jī)，然而在實(shí)際應(yīng)用中，僅需要幾百兆赫茲的接收帶寬即可還原相對(duì)較窄的UWB脈沖寬度，以滿(mǎn)足對(duì)測(cè)距和定位精度的需求。然而由于UWB脈沖在時(shí)域上是極窄的尖峰脈沖，且頻譜寬度較大，因而頻率功率較低，在UWB接收機(jī)容易受到其他同頻帶信號(hào)的干擾，例如，來(lái)自移動(dòng)通信的使用頻帶、無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的使用頻帶以及其他小基站使用頻帶，例如2.4G、3.5G等信號(hào)的干擾。從而使UWB接收機(jī)無(wú)法正確獲得UWB脈沖，進(jìn)而對(duì)測(cè)距和定位造成影響。

因此，如何在UWB信號(hào)接收機(jī)解決來(lái)自其他同頻帶信號(hào)的干擾，成為了本領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，公開(kāi)了一種多通道接收機(jī)，用于接收發(fā)射機(jī)發(fā)射的發(fā)射信號(hào)，發(fā)射信號(hào)具有發(fā)射頻譜，多通道接收機(jī)包括N個(gè)接收通道，每個(gè)接收通道具有接收頻帶和接收周期，其中，每個(gè)接收通道的接收頻帶均能夠接收發(fā)射信號(hào)且任意兩個(gè)接收通道的接收頻帶至少部分不重疊，其中，N為大于等于2的整數(shù)。

依據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，公開(kāi)了一種UWB定位系統(tǒng)，包括定位基站和定位標(biāo)簽，均包括發(fā)射機(jī)和多通道接收機(jī)，其中，定位基站中的發(fā)射機(jī)發(fā)射發(fā)射信號(hào)，發(fā)射信號(hào)具有發(fā)射頻譜；定位標(biāo)簽中的多通道接收機(jī)接收發(fā)射信號(hào)，并響應(yīng)于發(fā)射信號(hào)發(fā)射響應(yīng)信號(hào)；定位基站中的多通道接收機(jī)接收響應(yīng)信號(hào)；定位基站記錄發(fā)射發(fā)射信號(hào)和接收到響應(yīng)信號(hào)的時(shí)間信息以實(shí)現(xiàn)對(duì)定位標(biāo)簽的定位；或者定位標(biāo)簽中的發(fā)射機(jī)發(fā)射發(fā)射信號(hào)，發(fā)射信號(hào)具有發(fā)射頻譜；定位基站中的多通道接收機(jī)接收發(fā)射信號(hào)，并響應(yīng)于發(fā)射信號(hào)發(fā)射響應(yīng)信號(hào)；定位標(biāo)簽中的多通道接收機(jī)接收響應(yīng)信號(hào)；定位標(biāo)簽記錄發(fā)射發(fā)射信號(hào)和接收到響應(yīng)信號(hào)的時(shí)間信息以實(shí)現(xiàn)對(duì)定位標(biāo)簽的定位。