本發(fā)明涉及超寬帶定位技術領域，具體而言，涉及應用于超寬帶定位系統(tǒng)的多脈沖合成方法、裝置及系統(tǒng)。

背景技術：

uwb(ultrawideband，超寬帶)定位系統(tǒng)是以uwb定位基站網絡為感知平臺、以以太網為傳輸通道、以后臺信息管理平臺為算法處理、綜合高度及三維顯示的定位跟蹤系統(tǒng)平臺，能對攜帶有uwb定位標簽的特定物品或人員進行監(jiān)控。uwb定位系統(tǒng)用于定位室內、室外的人員或物品，采用uwb技術，基于時間到達差(tdoa)的測量方法，使得定位精度高達30cm。能夠在工廠生產線管理、生產調度、醫(yī)院醫(yī)護人員、貴重物品定位、變電站線路導航定位、機場等公共場所安全防范等多種場合應用，uwb定位系統(tǒng)是目前業(yè)界精度最高的商用無線定位系統(tǒng)，利用超寬帶脈沖信號實現較高的實時定位精度。但現有技術中對信號強度、延時抖動、減少干擾等方面做的不夠好，尤其在定位系統(tǒng)中對延時抖動要求非?？量痰沫h(huán)境下就不能滿足要求。

技術實現要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種應用于超寬帶定位系統(tǒng)的多脈沖合成方法及裝置，能夠減小信號的延時抖動。

本發(fā)明提供的技術方案如下：

一種應用于超寬帶定位系統(tǒng)的多脈沖合成方法，所述超寬帶定位系統(tǒng)包括脈沖源和脈沖接收設備，該方法包括：

所述脈沖接收設備接收所述脈沖源生成的多個具有預設固定相位差的脈沖信號；

所述脈沖接收設備將接收到的多個脈沖信號合并成一個輸出脈沖信號。

進一步的，所述脈沖接收設備將接收到的脈沖信號合并成一個信號的步驟包括：

確定接收到的脈沖信號的數量和接收順序；

將接收到的脈沖信號中的預設數量個脈沖信號進行移相處理，使該預設數量個脈沖信號的相位一致；

將移相處理后得到的相位一致的脈沖信號合并得到所述輸出脈沖信號。

進一步的，將接收到的脈沖信號中的預設數量個脈沖信號進行移相處理，使該預設數量個脈沖信號的相位一致的步驟包括：

將多個脈沖信號的其中一個作為目標信號；

根據所述預設固定相位差和接收到的脈沖信號的數量及接收順序，確定接收到的脈沖信號與所述目標信號之間的相位差；

根據所述脈沖信號與所述目標信號之間的相位差，將預設數量個脈沖信號的相位進行移相處理，使該預設數量個脈沖信號的相位一致。

進一步的，該方法還包括：

對所述輸出脈沖信號進行檢測，獲得該輸出脈沖信號中包含的定位數據，根據所述定位數據確定所述脈沖源的位置。

進一步的，所述脈沖源對生成的多個脈沖信號分別進行放大，并將放大后的脈沖信號發(fā)射出去。

本發(fā)明還提供了一種應用于超寬帶定位系統(tǒng)的多脈沖合成裝置，所述超寬帶定位系統(tǒng)包括脈沖源和脈沖接收設備，所述脈沖接收設備包括：

信號接收模塊，用于接收脈沖源生成的多個具有預設固定相位差的脈沖信號；

信號合成模塊，用于將接收到的多個脈沖信號合并成一個輸出脈沖信號。

進一步的，所述信號合成模塊包括：

計數器，用于確定接收到的脈沖信號的數量和接收順序；

移相器，用于將接收到的脈沖信號中的預設數量個脈沖信號進行移相處理，使該預設數量個脈沖信號的相位一致；

合成器，用于將移相處理后得到的相位一致的脈沖信號合并得到所述輸出脈沖信號。

進一步的，所述移相器將接收到的脈沖信號中的預設數量個脈沖信號進行移相處理的方法包括：

將多個脈沖信號的其中一個作為目標信號；

根據所述預設固定相位差和接收到的脈沖信號的數量及接收順序，確定接收到的脈沖信號與所述目標信號之間的相位差；

根據所述脈沖信號與所述目標信號之間的相位差，將預設數量個脈沖信號的相位移相至與所述目標信號的相位一致。

進一步的，該裝置還包括：

定位模塊，用于對所述輸出脈沖信號進行檢測，獲得該輸出脈沖信號中包含的定位數據，根據所述定位數據確定所述脈沖源的位置。

本發(fā)明還提供了一種超寬帶定位系統(tǒng)，包括脈沖源和脈沖接收設備，其中：

所述脈沖源生成多個具有預設固定相位差的脈沖信號；

所述脈沖接收設備接收所述脈沖源生成的多個具有預設固定相位差的脈沖信號，并將接收到的多個脈沖信號合并成一個輸出脈沖信號。

在本申請實施例中，超寬帶定位系統(tǒng)中，脈沖源100可以生成具有預設固定相位差的多個脈沖信號，脈沖接收設備200可以將具有預設固定相位差的多個脈沖信號合并成一個新的脈沖信號。使得該合并后形成脈沖信號具有更大的幅度，信號強度也得到了增強，同時信號的延時抖動也就更小，在進行超寬帶定位時幅度更大、延時抖動更小的脈沖信號可以得到更準確的定位信息。同時，脈沖源100發(fā)射的單一脈沖信號的幅度要求更小，發(fā)射強度也更小，發(fā)射功耗更低，在與現有技術相同的工況下工作時間更長。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種超寬帶定位系統(tǒng)的示意圖。

圖2為本發(fā)明實施例提供的一種應用于超寬帶定位系統(tǒng)的多脈沖合成方法的流程示意圖。

圖3為步驟s102的子步驟的流程示意圖。

圖4為步驟s1022的子步驟的流程示意圖。

圖5至圖8為多脈沖合成方法的信號示意圖。

圖9為本發(fā)明實施例提供的一種應用于超寬帶定位系統(tǒng)的多脈沖合成裝置的功能模塊示意圖。

圖10為本發(fā)明實施例提供的一種應用于超寬帶定位系統(tǒng)的多脈沖合成裝置中信號合成模塊的功能模塊示意圖。

圖標：10-超寬帶定位系統(tǒng)；100-脈沖源；200-脈沖接收設備。201-信號接收模塊；202-信號合成模塊；2021-計數器；2022-移相器；2023-合成器。

具體實施方式

下面將結合本發(fā)明實施例中附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。因此，以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例?；诒景l(fā)明的實施例，本領域技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。同時，在本發(fā)明的描述中，術語“第一”、“第二”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

本申請實施例提供了一種應用于超寬帶定位系統(tǒng)10的多脈沖合成方法，如圖1所示，所述超寬帶定位系統(tǒng)10包括脈沖源100和脈沖接收設備200。如圖2所示，該多脈沖合成方法可以包括以下步驟。

步驟s101，所述脈沖接收設備200接收所述脈沖源100生成并發(fā)出的多個具有預設固定相位差的脈沖信號。

在超寬帶定位系統(tǒng)10中，目標物體通過配備定位標簽，該定位標簽內可包含一脈沖源100，脈沖源100可以生成脈沖信號并發(fā)射出去。脈沖接收設備200接收到脈沖信號后，可利用tdoa(timedifferenceofarrival，到達時間差)算法或其他算法實現對脈沖源100位置的計算，得到目標物體的具體位置信息。由于脈沖信號在傳輸過程中會受到一定的干擾和損耗，導致接收到的脈沖信號會出現一定的延時抖動，對于需要精確定位的場景來說，需要接收到的脈沖信號具有較小的延時抖動，同時單個脈沖的幅度也需要更大。然而，現有技術中接收到的脈沖信號的延時抖動很大，不能滿足要求。

在本申請實施例中，脈沖源100可以生成具有預設固定相位差的多個脈沖信號，該預設固定相位差可以根據實際情況確定。優(yōu)選的，多個脈沖信號的幅度可以相同。脈沖源100生成具有預設固定相位差的多個脈沖信號時，可以先生成多個脈沖信號，再將多個脈沖信號經過移相器2022的移相處理，使多個脈沖信號之間具有相同的相位差。具有預設固定相位差的多個脈沖信號可以通過天線發(fā)射到周圍空間中，之后，脈沖接收設備200即可進行脈沖信號的接收和處理。

在本申請實施例中，相鄰的兩個脈沖信號之間的相位差可以相同，也可以不同。優(yōu)選的，為計算簡便，相鄰兩個脈沖信號之間的相位差都是相同的。

步驟s102，將接收到的多個脈沖信號合并成一個輸出脈沖信號。

脈沖接收設備200在接收到多個脈沖信號后，就可以將多個脈沖信號合并成為一個新的輸出脈沖信號，該輸出脈沖信號由于是多個脈沖信號合并而成，輸出脈沖信號的幅度就是多個脈沖信號的幅度之和，相對于每一個脈沖信號都要更大，輸出脈沖信號的延時抖動也就更小，在信號的計算過程中，就可以獲得更準確的計算結果。另外，由于輸出脈沖信號輸出脈沖信號由于是多個脈沖信號合并成的，在輸出脈沖信號可以滿足計算要求的前提下，每個脈沖信號的幅度就可以更小。也就是說，脈沖源100可以采用生成多個幅度小，但具有預設固定相位差的脈沖信號的脈沖生成形式。

具體的，如圖3所示，步驟s102將接收到的脈沖信號合并成一個信號的步驟可以包括如下子步驟。

步驟s1021，確定接收到的脈沖信號的數量和接收順序。

脈沖接收設備200在接收脈沖信號的過程中，由于接受到的脈沖信號在時間上有一定的先后順序，可以記錄下接收到脈沖信號的順序以及具體數量。

步驟s1022，將接收到的脈沖信號中的預設數量個脈沖信號進行移相處理，使該預設數量個脈沖信號相位一致。

由于脈沖源100發(fā)射出的脈沖信號具有預設固定相位差，在接收到這些脈沖信號后，需要將脈沖信號的相位移相至一致才能進行信號的合并。優(yōu)選地，可以選擇預設數量個脈沖信號進行移相處理，使其相位一致，該預設數量可以根據實際情況確定，為了保證合并后形成的輸出脈沖信號具有較小的延時抖動，可以對較多的脈沖信號進行移相處理。

步驟s1023，將移相處理后得到的相位一致的脈沖信號合并得到所述輸出脈沖信號。

在脈沖信號被移相處理后再進行信號的合并，形成一個輸出脈沖信號，該輸出脈沖信號是多個脈沖信號合并形成的，其幅度就會更大，延時抖動也就更小。

圖4為脈沖源100生成的多個脈沖信號的示意圖，圖5為脈沖接收設備200接收到的脈沖信號的示意圖。由于脈沖信號在傳輸過程中會受到干擾，圖5所示的接收到的脈沖信號的幅度就要小于圖4所示的脈沖源100生成的脈沖信號的幅度。如圖6所示，為將接收到的多個脈沖信號合并后形成的輸出脈沖信號，可以看出，合并后形成的脈沖信號其幅度更大，延時抖動更小。

如圖7所示，在對脈沖信號進行移相時，可以將接收到的所有脈沖信號移相至相位一致的步驟s1022包括如下子步驟。

步驟s10221，將多個脈沖信號的其中一個作為目標信號。

對脈沖信號進行移相的目的是方便將移相后的多個脈沖信號進行合并，移相的具體過程可以是將多個脈沖信號的相位移相至某一個相位。優(yōu)選的，為了方便計算，可以將多個脈沖信號的相位移相至與某一個脈沖信號的相位一致。這樣就需要先選擇一個脈沖信號作為目標信號，以該目標信號的相位為基準，將其他的脈沖信號移相至與該目標信號相同的相位。例如圖8所示，可以選擇第四個脈沖信號作為脈沖信號，然后再將其他脈沖信號的相位移相至與第四個脈沖信號的相位一致。

步驟s10222，根據所述預設固定相位差和接收到的脈沖信號的數量及接收順序，確定接收到的脈沖信號與所述目標信號之間的相位差。

在選定了目標信號后，即確定了目標信號的具體相位，可以根據預先記錄下的各個脈沖信號的接收順序和預設固定相位差即可確定每個脈沖信號與目標信號之間的相位差，該相位差即為脈沖信號移相至與目標信號相位一致時需要移相的量。

步驟s10223，根據所述脈沖信號與所述目標信號之間的相位差，將預設數量個脈沖信號的相位移相至與所述目標信號的相位一致。

根據確定得到的每個脈沖信號與目標信號之間的相位差，即可進行移相操作，將預設數量個脈沖信號的相位移相至與所述目標信號的相位一致，得到多個相位一致的脈沖信號，這些相位一致的脈沖信號即可方便進行信號的合并操作。

綜上所述，在本申請實施例中，超寬帶定位系統(tǒng)10中，脈沖源100可以生成具有預設固定相位差的多個脈沖信號，脈沖接收設備200可以將具有預設固定相位差的多個脈沖信號合并成一個新的脈沖信號。如此，使得該合并后形成脈沖信號具有更大的幅度，信號強度也得到了增強，同時信號的延時抖動也就更小，在進行超寬帶定位時幅度更大、延時抖動更小的脈沖信號可以得到更準確的定位信息。同時，脈沖源100發(fā)射的單一脈沖信號的幅度要求更小，發(fā)射強度也更小，發(fā)射功耗更低，在與現有技術相同的工況下工作時間更長。

進一步的，在超寬帶定位系統(tǒng)10中，可以根據脈沖源100發(fā)設的脈沖源100確定脈沖源100的具體位置，該方法還包括如下步驟。

步驟s103，對所述輸出脈沖信號進行檢測，獲得該輸出脈沖信號中包含的定位數據，根據所述定位數據確定所述脈沖源100的位置。

本實施例中，通過相關的檢測電路對輸出脈沖信號進行檢測，得到定位數據，并可以根據預設算法進行相關運算得到具體的定位信息。由于在本申請實施例中，輸出脈沖信號是由多個脈沖信號合并而成的，合并得到的脈沖信號的幅度更大，信號強度也更大，同時具有更小的延時抖動，在進行定位數據的運算過程中就能得到更準確的定位信息，提高超寬帶定位的精度。

可以理解的，所述脈沖源100對生成的多個脈沖信號可以分別進行放大，并將放大后的脈沖信號發(fā)射出去。經過放大的脈沖信號抗干擾能力更強。

如圖9所示，本申請實施例還提供了一種應用于超寬帶定位系統(tǒng)10的多脈沖合成裝置，所述脈沖接收設備200包括信號接收模塊201和信號合成模塊202。

信號接收模塊201用于接收所述脈沖源100生成的多個具有預設固定相位差的脈沖信號。

信號合成模塊202用于所述脈沖接收設備200將接收到的多個脈沖信號合并成一個輸出脈沖信號。

具體的，如圖10所示，所述信號合成模塊202包括計數器2021、移相器2022和合成器2023。

計數器2021用于確定接收到的脈沖信號的數量和接收順序。

移相器2022用于將接收到的脈沖信號中的預設數量個脈沖信號移相至相位一致。

合成器2023用于將移相后的相位一致的脈沖信號的幅度相加合并作為所述輸出脈沖信號。

所述移相器2022將接收到的所有脈沖信號移相至相位一致的方法包括：將多個脈沖信號的其中一個作為目標信號；根據所述預設固定相位差和接收到的脈沖信號的數量及接收順序，確定接收到的脈沖信號與所述目標信號之間的相位差；根據所述脈沖信號與所述目標信號之間的相位差，將預設數量個脈沖信號的相位移相至與所述目標信號的相位一致。具體方法可參見上述方法實施例的描述，這里不再贅述。

此外，該裝置還包括定位模塊，用于對所述輸出脈沖信號進行檢測，獲得該輸出脈沖信號中包含的定位數據，根據所述定位數據確定所述脈沖源100的位置。

本申請實施例還提供了一種超寬帶定位系統(tǒng)10，包括脈沖源100和脈沖接收設備200，其中：所述脈沖源100生成的多個具有預設固定相位差的脈沖信號；所述脈沖接收設備200接收所述脈沖源100生成的多個具有預設固定相位差的脈沖信號；并將接收到的多個脈沖信號合并成一個輸出脈沖信號。

超寬帶定位系統(tǒng)10中，脈沖源100可以生成具有預設固定相位差的多個脈沖信號，脈沖接收設備200可以將具有預設固定相位差的多個脈沖信號合并成一個新的脈沖信號。使得該合并后形成脈沖信號具有更大的幅度，信號強度也得到了增強，同時信號的延時抖動也就更小，在進行超寬帶定位時幅度更大、延時抖動更小的脈沖信號可以得到更準確的定位信息。同時，脈沖源100發(fā)射的單一脈沖信號的幅度要求更小，發(fā)射強度也更小，發(fā)射功耗更低，在與現有技術相同的工況下工作時間更長。

在本申請所提供的幾個實施例中，應該理解到，所揭露的裝置和方法，也可以通過其它的方式實現。以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，附圖中的流程圖和框圖顯示了根據本發(fā)明的多個實施例的裝置、方法和計算機程序產品的可能實現的體系架構、功能和操作。在這點上，流程圖或框圖中的每個方框可以代表一個模塊、程序段或代碼的一部分，所述模塊、程序段或代碼的一部分包含一個或多個用于實現規(guī)定的邏輯功能的可執(zhí)行指令。也應當注意，在有些作為替換的實現方式中，方框中所標注的功能也可以以不同于附圖中所標注的順序發(fā)生。例如，兩個連續(xù)的方框實際上可以基本并行地執(zhí)行，它們有時也可以按相反的順序執(zhí)行，這依所涉及的功能而定。也要注意的是，框圖和/或流程圖中的每個方框、以及框圖和/或流程圖中的方框的組合，可以用執(zhí)行規(guī)定的功能或動作的專用的基于硬件的系統(tǒng)來實現，或者可以用專用硬件與計算機指令的組合來實現。

另外，在本發(fā)明各個實施例中的各功能模塊可以集成在一起形成一個獨立的部分，也可以是各個模塊單獨存在，也可以兩個或兩個以上模塊集成形成一個獨立的部分。

所述功能如果以軟件功能模塊的形式實現并作為獨立的產品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分或者該技術方案的部分可以以軟件產品的形式體現出來，該計算機軟件產品存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，服務器，或者網絡設備等)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質包括：u盤、移動硬盤、只讀存儲器(rom，read-onlymemory)、隨機存取存儲器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應所述以權利要求的保護范圍為準。