基于固定周转时延协议的UWB无线测距方法研究.pdf

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1、第26卷第11期传感技术学报Vo1．26No．112013年11月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSNOV．2013AStudyontheUWBWirelessRangingMethodBasedontheFixedTurnoverDelayProtocolL／Juan，CUIXuerong，WUChunlei’(1．DepartmentofComputerandCommunicationEngineering，ChinaUniversityofPetroleum(Huadong)，QingdaoShandong26655

2、52．DepartmentofInformationScienceandEngineering，OceanUniversityofChina，QingdaoShandong，266100)Abstract：Ultra-Wideband(UWB)technologyisconsideredtobethemostsuitableforindoorwirelesslocation．TW—TOA(TwoWayTimeofArriva1)RangingprotocolinIEEE802．15．4aisbasedonthereceptionoftimestampDack

3、etstoeliminatethereceive．sendturnoverdelay．Theturnoverdelayofthesamekindofequipmentinthesameconditionsisalwaysthesame，SOthefixedturnoverrangingmethodisproposedtoreducetherangingdatatrafficonbothsides．InordertoimprovethereliabilityoftheHelloflame．theprotocolisputforwardthatHellopack

4、etsshouldbesentbasedonthestop．waitprotocolintheinitialpositioningstageandwhentheturnoverdelaydriftsseriouslyduringthepositioning．Atlast，theformatofMACsub—layer，compatiblewithIEEE802．15．4，HellopacketandtherangingresponsepacketwiththeFoM(FigureofMerit)aregiven．Keywords：UWB；rangingmet

5、hod；fixedturnoverdelay；stop—waitprotocol；locationEEACC：6150Pdoi：10．3969／j．issn．1004—1699．2013．11．016基于固定周转时延协议的UWB无线测距方法研究：l：李娟，崔学荣，吴春雷(1．中国石油大学(华东)计算机与通信工程学院，山东青岛2665552．中国海洋大学信息科学与]二程学院，山东青岛2661O0)摘要：Ultra—Wideband(UWB)技术被认为是最适合进行室内无线定位的技术，IEEE802．15．4a给出的Tw—TOA(TwoWayTimeofArriv

6、a1)测距协议中采用的是基于时间戳报文的接收一发送周转时延消除的方法，但是同类设备在相同的环境下其周转时延是相同的，所以为了减少测距双方的数据通信量，提出了一种基于固定周转时延的测距方法；为了提高Hello帧的可靠性提出了在初次定位以及在定位过程中当周转时延发生严重漂移的情况下发送基于停一等协议的Hello报文；同时给出了与IEEE802．15．4兼容的MAC子层协议的格式，并给出了Hello报文格式以及包含品质因子的测距应答帧格式。关键词：超宽带；测距方法；固定周转时延；停等协议；定位中图分类号：TN914文献标识码：A文章编号：1004—1699(201

7、3)11—1552-05UWB(Ultra。Wideband)无线通信技术是一种不力强等优点，因而在全球范围内受到广泛关注¨J，用载波，采用小于纳秒时长的不连续脉冲进行通信特别是在精确测距和定位领域有广泛的应用前景，的一种无线通信技术。由于UWB使用小于纳秒时成为短距离、高精度无线测距和定位的首选。IEEE长的超短脉冲进行通信，其信号功率被扩散在从0(美国电气和电子工程师协会)于2007年最终通过到数十GHz的超宽频带范围内，这种独特的通信机的基于UWB的IEEE802．15．4a标准是第一个精确制使其与目前频域通信技术相比具有对信道衰落不测距定位的无线物理

8、层标准。敏感、发射功率低、与其他无线系统可以共存、多