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TurMass™如何為UWB定位系統(tǒng)大規(guī)模終端標(biāo)簽提供高并發(fā)通信支持

來(lái)源:巍泰技術(shù)(武漢)有限公司   2025年03月17日 15:16  

隨著物聯(lián)網(wǎng)(IoT)和定位技術(shù)的快速發(fā)展,大容量定位終端數(shù)據(jù)的高并發(fā)場(chǎng)景需求日益增長(zhǎng)。然而,現(xiàn)有的通信技術(shù)在高并發(fā)定位場(chǎng)景中面臨信號(hào)沖突、數(shù)據(jù)傳輸效率低、系統(tǒng)容量受限等問(wèn)題。本文將從現(xiàn)有通信技術(shù)的弊端出發(fā),分析信號(hào)沖突的原因,并重點(diǎn)介紹 TurMass™ 通信技術(shù)在大容量高并發(fā) UWB 定位場(chǎng)景中的性能。

一、現(xiàn)有通信技術(shù)在高并發(fā)定位場(chǎng)景中的弊端

在大容量定位終端數(shù)據(jù)高并發(fā)場(chǎng)景中,信號(hào)沖突與數(shù)據(jù)傳輸效率是一個(gè)普遍存在的問(wèn)題。主要原因包括:

1、頻譜資源有限:傳統(tǒng)的無(wú)線通信技術(shù)(如 Wi-Fi、藍(lán)牙、ZigBee 等)工作在有限的頻譜資源上,當(dāng)終端數(shù)量增加時(shí),頻譜資源競(jìng)爭(zhēng)加劇,導(dǎo)致信號(hào)沖突和傳輸效率下降。

2、多址接入技術(shù)的局限性:現(xiàn)有技術(shù)通常采用時(shí)分多址(TDMA)、頻分多址(FDMA)或碼分多址(CDMA)等多址接入技術(shù)。然而,這些技術(shù)在高并發(fā)場(chǎng)景下難以有效分配資源,容易造成信道擁塞和信號(hào)干擾。

3、定位與通信的分離:在許多定位系統(tǒng)中,定位和通信功能是分離的。定位終端需要先完成定位計(jì)算,再通過(guò)獨(dú)立的通信模塊傳輸數(shù)據(jù)。這種分離設(shè)計(jì)增加了系統(tǒng)復(fù)雜度,同時(shí)也降低了數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和效率。

4、系統(tǒng)容量受限:傳統(tǒng)通信技術(shù)的系統(tǒng)容量有限,難以支持大規(guī)模終端的同時(shí)接入和數(shù)據(jù)傳輸。例如,單個(gè) Wi-Fi 網(wǎng)關(guān)通常只能支持幾十個(gè)終端,無(wú)法滿足數(shù)千個(gè)終端的高并發(fā)需求。

這些弊端導(dǎo)致現(xiàn)有通信技術(shù)在大容量高并發(fā)定位場(chǎng)景中難以實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸,限制了定位系統(tǒng)的規(guī)模和應(yīng)用范圍。

二、TurMass™ 通信技術(shù)在 UWB 高并發(fā)定位場(chǎng)景中的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)

UWB(超寬帶)定位技術(shù)以其高精度、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于室內(nèi)定位場(chǎng)景。然而,UWB 定位系統(tǒng)在高并發(fā)場(chǎng)景下也存在挑戰(zhàn)。例如,TOF(飛行時(shí)間)測(cè)距模式限制了系統(tǒng)用戶容量密度,難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模人員或設(shè)備的實(shí)時(shí)高頻定位。此外,TDOA(到達(dá)時(shí)間差)模式在 Aloha 工作模式下,雖然能夠支持一定數(shù)量的定位請(qǐng)求,但隨著用戶數(shù)量的增加,單用戶的定位頻率會(huì)顯著下降。因此,在高并發(fā)場(chǎng)景下,UWB 定位系統(tǒng)需要解決信號(hào)沖突和數(shù)據(jù)傳輸效率問(wèn)題,以滿足大規(guī)模定位需求。

針對(duì)上述問(wèn)題,巍泰技術(shù)推出的 TurMass™ 高并發(fā) UWB 定位系統(tǒng)解決方案,通過(guò)創(chuàng)新的通信技術(shù)和系統(tǒng)設(shè)計(jì),有效解決了高并發(fā)場(chǎng)景下的信號(hào)沖突、系統(tǒng)容量以及數(shù)據(jù)傳輸效率等問(wèn)題。

TurMass™ 高并發(fā) UWB 定位系統(tǒng)方案架構(gòu).jpg

TurMass™ 高并發(fā) UWB 定位系統(tǒng)方案架構(gòu)

本方案主要工作流程:UWB 信標(biāo)發(fā)送定位信息,定位終端接收 UWB 信標(biāo)發(fā)送的定位信息,并自行解算定位結(jié)果,然后通過(guò) TurMass™ 無(wú)線通信技術(shù)將大量定位終端的定位結(jié)果發(fā)送到 TurMass™ 高并發(fā)網(wǎng)關(guān),再經(jīng)過(guò)服務(wù)器服務(wù)軟件處理,將數(shù)據(jù)推送到應(yīng)用層,最后在上位機(jī)軟件呈現(xiàn)展示。

其中,TurMass™ 技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

1、高并發(fā)能力:?jiǎn)蝹€(gè)TurMass™網(wǎng)關(guān)可回傳200個(gè)定位終端數(shù)據(jù),一個(gè)廣區(qū)域可部署64個(gè)網(wǎng)關(guān),可拓展實(shí)現(xiàn)12800個(gè)定位終端的數(shù)據(jù)回傳。這種高并發(fā)處理能力,確保了大規(guī)模定位系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸效率和穩(wěn)定性。

2、多信道廣播機(jī)制:TurMass™ 網(wǎng)關(guān)由多顆 TK8620 無(wú)線終端芯片組成,每顆芯片占用一個(gè)獨(dú)立的物理信道。多顆芯片之間通過(guò)廣播機(jī)制實(shí)現(xiàn)定時(shí)同步,確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性。

3、靈活的時(shí)隙劃分:在每個(gè)物理信道內(nèi),TurMass™ 根據(jù)定位終端的業(yè)務(wù)需求和數(shù)量,動(dòng)態(tài)劃分上下行時(shí)隙。這種靈活的時(shí)隙分配機(jī)制有效避免了信號(hào)沖突,提高了頻譜利用率。

4、定位與通信一體化:TurMass™ 系統(tǒng)將 UWB 定位與無(wú)線通信功能集成在一起,定位終端在接收 UWB 信標(biāo)信號(hào)后,可自行解算定位結(jié)果,并通過(guò) TurMass™ 無(wú)線通信技術(shù)將數(shù)據(jù)發(fā)送至網(wǎng)關(guān)。這種一體化設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化了系統(tǒng)架構(gòu),提高了數(shù)據(jù)傳輸效率。

5、高效的數(shù)據(jù)交互:TurMass™ 網(wǎng)關(guān)通過(guò) MQTT 協(xié)議與 IoT 平臺(tái)和應(yīng)用層進(jìn)行數(shù)據(jù)交互,確保數(shù)據(jù)的高效傳輸和處理。MQTT 協(xié)議的輕量級(jí)特性進(jìn)一步降低了系統(tǒng)開(kāi)銷,提升了整體性能。

高并發(fā)UWB定位系統(tǒng)TurMass™網(wǎng)關(guān)方案架構(gòu).png

高并發(fā) UWB 定位系統(tǒng) TurMass™ 網(wǎng)關(guān)方案架構(gòu)

因此,在高并發(fā) UWB 定位場(chǎng)景中,采用 TurMass™ 這樣的高并發(fā)通信技術(shù)顯得尤為重要。TurMass™ 不僅解決了信號(hào)沖突問(wèn)題,還大幅提升了系統(tǒng)容量和傳輸效率,為 UWB 定位系統(tǒng)的規(guī)?;瘧?yīng)用提供了可靠保障。

三、總結(jié)

在大容量定位終端數(shù)據(jù)高并發(fā)場(chǎng)景中,現(xiàn)有通信技術(shù)因信號(hào)沖突、系統(tǒng)容量受限等問(wèn)題,難以滿足需求。TurMass™ 通信技術(shù)通過(guò)多信道設(shè)計(jì)、時(shí)隙劃分、定位與通信一體化等創(chuàng)新方案,有效解決了高并發(fā)場(chǎng)景下的技術(shù)難題,為 UWB 定位系統(tǒng)的規(guī)模化應(yīng)用提供了強(qiáng)有力的支持。未來(lái),隨著物聯(lián)網(wǎng)和定位技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,TurMass™ 將在更多高并發(fā)場(chǎng)景中發(fā)揮其有點(diǎn),推動(dòng)行業(yè)技術(shù)的進(jìn)步與應(yīng)用創(chuàng)新。

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