[发明专利]超宽带定位标签及定位信号发射方法

说明书

本发明公开了一种低功耗的超宽带定位标签及定位信号发射方法，通过在超宽带定位标签中设置两条支路，分别产生超宽带脉冲信号以及与其时序关联的功率放大器的控制信号，来控制功率放大器的通断，从而实现只有在需要发射超宽带脉冲信号时开启功率放大器，令其执行功率放大功能，而在不需要发射超宽带脉冲信号时关闭功率放大器，以最大限度地节约功耗。此外，设置电源转换电路只有在接收到脉冲串数据信号时，才接通高压电源，在没有接收到脉冲串数据信号时，切断后续电路的电源，避免后续电路的负载产生的电量消耗，进一步地降低定位标签的功耗。从而避免频繁为定位标签更换电源，在实现利用超宽带体制带来的高定位精度的同时，解决了能耗问题。

技术领域

本发明涉及定位领域，具体涉及一种低功耗的超宽带定位标签及定位信号发射方法。

背景技术

对于大型建筑内部、城市密集区域，以及桥梁、水坝、山体、基坑等区域的安全监测，有助于实现对人员的安全监控、紧急救援，对物资的运输管理、分配调度，以及对自然灾害的预防和监测等。由于具有建筑群密集，遮挡，环境复杂监测空间狭小GPS、北斗信号往往不能深入覆盖，导致空间监测困难。现有技术中，通过自建定位系统实现在特定区域中对指定目标的定位和监控，通过在待定位区域中架设定位基站，在被定位的人员或物资上增设能够与定位基站交互定位信号的定位标签，来实现定位。超宽带(UWB，Ultra Wideband)是一种无载波通信技术，利用纳秒至皮秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，由于超宽带信号具有超高的时间分辨力，可以实现较高的定位精度。在现有的定位系统中，令定位标签向定位基站发射超宽带定位信号，定位基站接收所述超宽带定位信号并记录定位信号到达自身的时间信息，再利用TDOA(Time Difference of Arrival，到达时间差)或TOA(Time ofArrival，到达时间)定位算法解算定位标签的位置信息，进而获得被定位人员或物资的高精度的位置信息。

现有技术中，定位标签产生超宽带定位信号的方法多为对雪崩二极管反向加较高电压，进而产生超宽带窄脉冲。然而，这种产生超宽带脉冲的方式消耗的电量较大，对于需要对人员和物资长期定位的系统中，需要频繁为定位标签充电，带来极大的管理成本。因此，如何提供一种低功耗、高精度定位、低成本的超宽带定位标签，成为了本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

依据本发明的一个方面公开了一种低功耗超宽带定位标签，包括第一支路、第二支路、功率放大器和天线，其中，第一支路，包括：第一脉冲产生电路，接收脉冲串数据信号，并根据脉冲串数据信号产生第一脉冲信号，其中，第一脉冲信号具有第一脉冲窗口，第一脉冲窗口具有第一脉冲宽度；以及射频振荡器，耦接至第一脉冲产生电路以接收第一脉冲信号，并产生由第一脉冲信号来控制包络的超宽带脉冲信号。第二支路，包括第二脉冲产生电路，接收脉冲串数据信号，并根据脉冲串数据信号产生第二脉冲信号，其中，第二脉冲信号具有第二脉冲窗口，第二脉冲窗口具有第二脉冲宽度，且其中，第二脉冲窗口覆盖第一脉冲窗口。功率放大器，具有第一输入接口和第二输入接口，所述第一输入接口耦接至第一支路以接收超宽带脉冲信号，所述第二输入接口耦接至第二支路以接收第二脉冲信号，在第二脉冲窗口内，功率放大器使能，以将超宽带脉冲信号进行放大且提供放大后的超宽带脉冲信号。天线，耦接至功率放大器以接收放大后的超宽带脉冲信号，并将放大后的超宽带脉冲信号进行发射。

依据本发明的另一个方面公开了一种基于低功耗超宽带定位标签的定位信号发射方法，包括，接收脉冲串数据信号，并根据脉冲串数据信号产生第一脉冲信号和第二脉冲信号，其中，第一脉冲信号具有第一脉冲窗口，第一脉冲窗口具有第一脉冲宽度，第二脉冲信号具有第二脉冲窗口，第二脉冲窗口具有第二脉冲宽度，且其中，第二脉冲窗口覆盖第一脉冲窗口；基于所述第一脉冲信号产生由所述第一脉冲信号来控制包络的超宽带脉冲信号；利用功率放大器的第一输入接口接收所述超宽带脉冲信号，利用功率放大器的第二输入接口接收第二脉冲信号，以使功率放大器在第二脉冲窗口内使能，以将超宽带脉冲信号进行放大且提供放大后的超宽带脉冲信号；利用天线接收放大后的超宽带脉冲信号，并将放大后的超宽带脉冲信号进行发射。