[发明专利]LoRa数据包的冲突上行信号解码方法及装置

说明书

本发明实施例提供一种LoRa数据包的冲突上行信号解码方法及装置，该方法包括：获取网关的当前接收窗口接收的多个LoRa数据包的信号，将当前接收窗口的起点与任一LoRa数据包的起点对齐；将信号划分至对齐后的当前接收窗口的多个子接收窗口中；将任一子接收窗口中的信号进行解扩频后，再进行傅里叶变换，获取该子接收窗口中信号的各波峰的高度；根据该子接收窗口中信号的各波峰的高度，确定各波峰所属的调制符号是否与该子接收窗口对齐，从该子接收窗口的信号中提取与该子接收窗口对齐的调制符号的波峰，并对波峰进行解码。本发明实施例实现不消耗额外的终端节点能量的同时，对LoRa数据包的冲突上行信号进行准确解码。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种LoRa数据包的冲突上行信号解码方法及装置。

背景技术

LoRa(Long Range Radio，远距离无线电)技术是一种低功耗广域网技术，具有远距离传输和低功耗特性，广泛应用于物联网系统。在电池供电的情况下，部署后的终端节点可以持续工作很多年。此外，在无遮挡的环境中可以将信号传输至数十公里外的LoRa网关。在组网时，LoRa网关采用星状网络拓扑，即单个LoRa网关可同时连接通信范围内数千个终端节点。当多个终端节点同时向LoRa网关发送LoRa数据包的上行信号，这些信号将在LoRa网关处发生冲突，造成数据损坏甚至丢包。

传统无线网络系统使用信道侦听和冲突避免机制解决上行信号冲突问题。如，802.11协议中使用CSM/ACA(Carrier Sense Multiple Access with CollisionAvoidance，载波监听和冲突避免)来解决上行信号冲突问题。即，在终端发送信号前持续监听信道状态，若检测到信道持续空闲一段时间后，开始向AP(Access Point，接入点)发送数据包；若传输过程中发生信号冲突，则通过随机回退重新传输信号，避免重传时再次冲突。但这类避免冲突的方法，需要终端节点持续性地侦听信道或与网关周期性地同步，消耗大量额外的终端节点能量。

目前还提出利用干扰消去技术，从冲突信号中还原各数据包的内容。例如，在蜂窝系统中，使用能量控制和连续干扰消去对冲突上行信号进行解码。但这类技术要求冲突信号的能量差异满足特定的要求，并且解码的性能受信道噪声的严重影响，导致解码结果不准确。综上所述，现有的LoRa数据包的冲突上行信号解码方法需要消耗大量额外的终端节点能量，具有很大的局限性且解码结果不准确。

发明内容

本发明实施例提供一种LoRa数据包的冲突上行信号解码方法及装置，用以解决现有技术中LoRa数据包的冲突上行信号解码方法需要消耗大量额外的终端节点能量，具有很大的局限性且解码结果不准确的缺陷，实现不消耗额外的终端节点能量的同时，对LoRa数据包的冲突上行信号进行准确解码。

本发明实施例提供一种LoRa数据包的冲突上行信号解码方法，包括：

获取网关的当前接收窗口接收的多个LoRa数据包的信号，将所述当前接收窗口的起点与任一所述LoRa数据包的起点对齐；

将所述信号划分至对齐后的所述当前接收窗口的多个子接收窗口中；其中，每个子接收窗口的大小与所述LoRa数据包中每个调制符号的接收时长相同；

将任一子接收窗口中的信号进行解扩频后，再进行傅里叶变换，获取该子接收窗口中信号的各波峰的高度；

根据该子接收窗口中信号的各波峰的高度，确定各波峰所属的调制符号是否与该子接收窗口对齐，从该子接收窗口的信号中提取与该子接收窗口对齐的调制符号的波峰，并对所述波峰进行解码。

根据本发明一个实施例的LoRa数据包的冲突上行信号解码方法，所述根据该子接收窗口中信号的各波峰的高度，确定各波峰所属的调制符号是否与该子接收窗口对齐，包括：

基于非均匀函数对该子接收窗口中的信号进行非均匀缩放；