一种基于制造技术

本发明专利技术公开了一种基于

【技术实现步骤摘要】
一种基于UWB的通信速率控制装置及方法


[0001]本专利技术属于超宽带
(Ultra
‑
wide Bandwidth
，
UWB)
通信
，尤其是涉及一种基于
UWB
的通信速率控制装置及方法
。

技术介绍

[0002]在一个通信系统中，一方面需要维持通信速率较高，另一方面需要保持通信的稳定传输，即通信接收成功率较高
。
较高的通信速率的维持需要较高的信噪比，这可以通过调整发送端的发送功率同时接收端进行自动增益控制来保持，但是受到通信速率对应的接收动态范围限制而不能无限制保持
。
而通信的稳定保持，除了调整发射功率，还可以通过调整通信速率来进行
。
这样既保持了通信的稳定，又保证了尽量高的通信速率
。
[0003]UWB
即超宽带技术，它是一种无线载波通信技术，利用纳秒级的非正弦窄脉冲传输数据，因此其所占的频谱范围很宽
。
传统的定位技术是根据信号强弱来判别物体位置，信号强弱受外界影响较大，因此定位出的物体位置与实际位置的误差也较大，定位精度不高，而
UWB
定位采用的宽带脉冲通讯技术，具备极强的抗干扰能力，使定位误差减小
。UWB
定位技术的出现填补了高精度定位领域的空白，它具有对信道衰弱不敏感
、
发射信号功率谱密度低
、
系统复杂度低
、
能提供厘米级的定位精度等优点
。
[0004]在一个射频通信系统中，射频信号的功率衰减与传输距离为对数关系
。
这就意味着，距离越近，功率变化对距离越敏感
。
而普通的通信系统利用接收成功率进行速率调整，需要达到一定的丢包数目才能进行调整，显然降低了通信速率，丢失了大量的传输信息
。
而
UWB
通信工作在与
wifi、
蓝牙等不同的频段，相互之间不形成干扰；测距精确，可以与功率的敏感变化相匹配，快速并准确进行通信速率调整，从而保障通信的稳定运行，提高信息的传输量
。
因此在提高通信的可靠性及稳定性方面，具有重大的应用意义
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种基于
UWB
的通信速率控制装置及方法，解决上述技术存在的普通的通信系统利用接收成功率进行速率调整时通信速率过低
、
传输信息容易丢失的问题
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供一种基于
UWB
的通信速率控制装置，包括设置有主从设备的收发系统，所述主从设备包括蓝牙
、wifi
通信模块和
UWB
模块，所述
UWB
模块具有
UWB
信号的收发功能
。
[0007]一种基于
UWB
的通信速率控制方法，包括以下步骤：
[0008]步骤
1、
通过上层配置或者定时的方式使收发系统进入
UWB
测距模式；
[0009]步骤
2、
在
UWB
测距模式下，主从设备间按照
OWR
或者
TWR
方式进行测距通信，并得到测距结果；
[0010]步骤
3、
收发系统根据当前通信速率确定当前的距离范围；
[0011]步骤
4、
根据当前测得的距离值与距离范围的关系确定是否需要调整通信速率，如
需调整通信速率则进入步骤5，否则直接进入步骤7；
[0012]步骤
5、
确定下一档通信速率及适用的距离范围；
[0013]步骤
6、
根据当前距离值与距离范围关系确定是否调整通信速率，如需调整通信速率则进入步骤5，否则进入步骤7；
[0014]步骤
7、
执行通信速率调整，将通信速率调整为最新确定的通信速率
。
[0015]优选的，步骤2中
OWR
模式为单向信号传输测距模式，收发两端计时同步，发送信号带有发送时刻时间戳，接收端根据接收时刻得到信号的飞行时间从而得到收发两端的距离信息；
TWR
模式为双向信号传输测距模式，分别测量主设备到从设备的飞行时间和从设备到主设备的飞行时间并经过处理得到收发两端的距离信息
。
[0016]优选的，步骤3中收发系统根据当前通信速率确定当前的距离范围，其中每个通信速率所适用的距离范围均通过理论计算结合实际测量得到，同时距离范围包含切换区间，在该切换区间内，包含该区间的通信速率均可工作并无需切换
。
[0017]优选的，理论计算的具体过程如下：定义某一个通信速率下稳定接收的信号动态范围之一为
[P0～
P1]dBm
，假设当前发射功率为
P
T
dBm
，则适用的距离范围计算如下：
[0018]①
如果
P
T
<P0，则没有距离范围；
[0019]②
如果
P0≤P
T
≤P1，则距离范围为
[0020]③
如果
P
T
>P1，则距离范围为，则距离范围为
[0021]其中
f
为射频信号的频率，单位为
GHz。
[0022]优选的，步骤4中如果当前测的距离值在所选通信速率所适用的距离范围内，则通信速率无需改变；否则需要根据当前距离值与距离范围的关系选择下一档通信速率
[0023]优选的，步骤5中确定下一档通信速率及适用的距离范围包括以下情况：
[0024]①
如果所测距离小于距离范围的下限且当前通信速率随着距离减小而降低，则下一档对应低一档的通信速率；
[0025]②
如果所测距离小于距离范围的下限且当前通信速率随着距离减小而提高，则下一档对应高一档的通信速率；
[0026]③
如果所测距离大于距离范围的上限且当前通信速率随着距离增大而提高，则下一档对应高一档的通信速率；
[0027]④
如果所测距离大于距离范围的上限且当前通信速率随着距离增大而降低，则下一档对应低一档的通信速率
。
[0028]因此，本专利技术采用上述一种基于
UWB
的通信速率控制装置及方法，利用测距信息进行速率调整，避免了通信的中断，提高了通信速率调整的效率，从而提高了通信的可靠性和稳定性
。
[0029]下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述
。
附图说明
[0030]图1为本专利技术一种基于
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于
UWB
的通信速率控制装置，其特征在于：包括设置有主从设备的收发系统，所述主从设备包括蓝牙
、wifi
通信模块和
UWB
模块，所述
UWB
模块具有
UWB
信号的收发功能
。2.
一种基于
UWB
的通信速率控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤
1、
通过上层配置或者定时的方式使收发系统进入
UWB
测距模式；步骤
2、
在
UWB
测距模式下，主从设备间按照
OWR
或者
TWR
方式进行测距通信，并得到测距结果；步骤
3、
收发系统根据当前通信速率确定当前的距离范围；步骤
4、
根据当前测得的距离值与距离范围的关系确定是否需要调整通信速率，如需调整通信速率则进入步骤5，否则直接进入步骤7；步骤
5、
确定下一档通信速率及适用的距离范围；步骤
6、
根据当前距离值与距离范围关系确定是否调整通信速率，如需调整通信速率则进入步骤5，否则进入步骤7；步骤
7、
执行通信速率调整，将通信速率调整为最新确定的通信速率
。3.
根据权利要求2所述的一种基于
UWB
的通信速率控制方法，其特征在于：步骤2中
OWR
模式为单向信号传输测距模式，收发两端计时同步，发送信号带有发送时刻时间戳，接收端根据接收时刻得到信号的飞行时间从而得到收发两端的距离信息；
TWR
模式为双向信号传输测距模式，分别测量主设备到从设备的飞行时间和从设备到主设备的飞行时间并经过处理得到收发两端的距离信息
。4.
根据权利要求2所述的一种基于
UWB
的通信速率控制方法，其特征在于：步骤3中收发系统根据当前通信速率确定当前的距离范...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭锦，杨旭磊，黄先日，
申请(专利权)人：青岛柯锐思德电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：