超带宽室内定位系统中一种数据与时钟同步信号传输方法
【专利摘要】本发明公开了超带宽室内定位系统中一种数据与时钟同步信号传输方法，具体方法为使用网线在基站与定位引擎、基站与基站间链状传输数据与时钟同步信号。定位引擎与基站间、基站与基站间通过网线链状连接。将网线中的四对双绞线分为两种用途：其中两对双绞线接入差分信号收发模块，以传输数据；另外两对双绞线即四根导线传输时钟同步信号。本发明通过此方法，可以在定位引擎与四个基站间使用网线链状传输数据和时钟同步信号。
【专利说明】超带宽室内定位系统中一种数据与时钟同步信号传输方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及室内定位技术，尤其涉及超带宽室内定位系统中一种数据与时钟同步信号传输方法。
【背景技术】
[0002]全球卫星导航无法提供室内的高精度定位。而基于接收信号强度法(RSSI)的WIFI定位、Zigibee定位与蓝牙定位等室内定位方法只能提供数米的精度,且易受环境干扰。近年来，基于超带宽(UWB)的室内定位研究成为热点，其高达厘米级精度的特点使其在人员定位与设备定位等应用中有着广阔前景。
[0003]超带宽室内定位技术通常采用到达时间差法(TDOA)计算标签在室内的位置。通过记录标签发出的超窄脉冲波到达各同步基站的时刻，并将各记录时刻通过数据包形式上传到定位引擎解算以获得任意一对基站被超窄脉冲波触发的时间差，进一步解算以获得标签的实时位置。
[0004]实时定位的如提是各基站数据可罪上传；闻精度定位的保障是各基站的基准时刻必须严格实时同步，以获得精准的时间差值。因此，数据和时钟同步信号在基站与基站间、基站与定位引擎间的传输极为关键。
【发明内容】
[0005]本发明提出了一种以网线为介质，链状传输室内定位系统数据与时钟同步信号的传输方法，能够满足超带宽室内定位系统对数据实时传输、时钟同步信号实时下发的要求，具有传输可靠、布设简易的特点。
[0006]所述每条传输链上的基站与基站之间采用网线连接，基站与定位引擎之间也采用网线连接。通过以下设计可以在一根网线上同时传输数据与时钟同步信号:将其中两对双绞线分别用于数据的上行和下行，接入定位引擎或基站的差分信号收发模块；将剩余两对双绞线即四条导线用于定位引擎与最多四个基站之间的时钟同步，接入定位引擎的时钟源或基站的时钟同步1吴块。
[0007]在上述技术方案中，所述定位引擎具有一个时钟源、一对差分数据收发模块。用于向各条传输链中的各基站周期性下发时钟同步信号；同时发送和接收来自各条传输链上的数据。
[0008]在上述技术方案中，所述基站具有一个时钟同步模块、两对差分数据收发模块。用于接收同步信号以同步本基站时钟并转发属于后面几个基站的时钟同步信号；同时向上和向下收发数据。
[0009]在上述技术方案中，所述数据包括定位数据包、控制命令包、节点配置参数包、测试命令包。
[0010]在上述技术方案中，所述时钟同步信号包括周期性脉冲和编码信号。
[0011]本发明为使用TDOA法的超带宽室内定位系统设计了一种数据与时钟同步信号传输方法，利用单根网线在定位引擎与基站之间、基站与基站之间同时传输数据域时钟同步信号。实现了数据域时钟同步信号的链状传输。解决了超带宽室内定位系统中数据可靠上传、时钟同步信号实时下发的难题，并具有传输可靠、施工简易的特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为超带宽室内定位系统结构框图；
图2为一条传输链上的传输结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的类似方案。
[0014]在一套超带宽室内定位系统中(参见附图2)，定位引擎I具有两条数据与时钟同步信号传输链(2、3)。传输链2上链状连接了四个定位基站4，可以组成三维室内定位系统；传输链3上链状连接了 3个定位基站4，可以组成二维室内定位系统。传输链2和3可以共同组成更大区域的室内定位系统。
[0015]在一条完整的传输链2中(参见附图1)，传输链2上定位引擎I通过网线5与基站一 4-1相连,基站一 4-1通过网线5与基站二 4-2相连,基站二 4-2通过网线5与基站三4-3相连，基站三4-3通过网线5与基站四4-4相连。
[0016]定位引擎I通过时钟源模块6，将四路同步时钟信号通过两对双绞线7下发到基站一 4-1的时钟同步模块8-1。
[0017]基站一 4-1将其中一路时钟同步信号用于本基站的时钟同步，将剩余三路时钟同步信号通过本基站内的导线9连接到接入时钟同步模块8-2的双绞线7。基站二 4-2将其中一路时钟同步信号用于本基站的时钟同步，将剩余两路时钟同步信号连接到接入时钟同步模块8-3的双绞线7。基站三4-3将其中一路时钟同步信号用于本基站的时钟同步，将剩余一路时钟同步信号连接到接入时钟同步模块8-4的双绞线7。基站四4-4将接收到的时钟同步信号用于本基站的时钟同步。
[0018]定位引擎I使用差分数据收发模块10-1通过网线5与基站一 4-1的差分数据收发模块10-2通信，基站一 4-1使用差分数据收发模块10-3通过网线5与基站二 4-2的差分数据收发模块10-4通信，基站二 4-2使用差分数据收发模块10-5通过网线5与基站三4-3的差分数据收发模块10-6通信，基站三4-3使用差分数据收发模块10-7通过网线5与基站四4-4的差分数据收发模块10-8通信。在以上通信中，定位数据包、控制命令包、节点配置参数包、测试命令包数据在四个基站4与定位引擎I之间链状传递传输。
【权利要求】
1.超带宽室内定位系统中一种数据与时钟同步信号传输方法，其特征在于:使用网线在基站与定位引擎、基站与基站间链状传输数据与时钟同步信号，定位引擎与基站间、基站与基站间通过网线链状连接。
2.根据权利要求1所述的超带宽室内定位系统中一种数据与时钟同步信号传输方法，其特征在于:所述网线中的四对双绞线分为两种用途:其中两对双绞线接入差分信号接收模块，以传输数据；另外两对双绞线即四根导线传输时钟同步信号。
3.根据权利要求1所述的超带宽室内定位系统中一种数据与时钟同步信号传输方法，其特征在于:所述数据包括定位数据包、控制命令包、节点配置参数包、测试命令包。
4.根据权利要求1所述的超带宽室内定位系统中一种数据与时钟同步信号传输方法，其特征在于:所述时钟同步信号包括周期性脉冲与编码信号。
5.根据权利要求1所述的超带宽室内定位系统中一种数据与时钟同步信号传输方法，其特征在于:所述基站具有一个时钟同步模块、两对差分数据收发模块。
6.根据权利要求1所述的超带宽室内定位系统中一种数据与时钟同步信号传输方法，其特征在于:所述定位引擎具有一个时钟源模块、一对差分数据收发模块。
【文档编号】H04W56/00GK103905995SQ201410122433
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年3月28日 优先权日:2014年3月28日
【发明者】赵瑞祥, 尹作彪, 张西洋 申请人:赵瑞祥