[发明专利]多路线性扩频信号在并行传输下的扩频因子检测方法

说明书

本发明公开了一种多路线性扩频信号在并行传输下的扩频因子检测方法，主要解决现有技术未对网关接收信号进行扩频因子SF检测的问题。其实现方案为：在网关设置6～12这7个不同SF的检测器，并将网关接收信号A依次输入到这些检测器；根据各检测器对应SF值截取信号B，并对其解调；取解调后信号前后不同个数的符号做滑动相加平均及最大值平均值运算得到判决值集合E；若E中前半部分中有p₁个大于等于前门限m，且后半部分有p₂个大于等于后门限n，表明信号A中存在该检测器对应SF的chirp信号，否则，信号A中不存在该检测器对应SF的chirp信号。本发明误检率性能高，扩展了线性扩频信号场景应用范围，可用于信号识别。

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种扩频因子SF的检测方法，可用于信号识别。

背景技术

随着物联网IOT逐渐兴起，其在工业、医学以及教育等，提供环境传感，事件监测，监视和控制不同专业领域已得到了广泛应用。在这些应用中，需要为大量的IOT设备提供连接，所以巨连接是物联网服务场景中最为显著的特点。为了满足物联网的各种需求，低功耗广域LPWAN提供了新颖的通信范例。LPWAN技术包括了超窄带技术SigFox，远程技术LoRa等，这些技术的提出满足了物联网从几公里到几十公里的广域连接，实现了低数据速率，低功耗和低吞吐量的应用。LoRa作为该应用场景下一种正在兴起的技术，其本质就是线性扩频信号啁啾信号chirp的一种频率偏移调制，并且chirp扩频调制技术已经被列为IEEE802.15.4的物理标准之一。

巨连接作为典型的物联网服务场景，采用非授权的通信方式，在任何给定的时间内，处于活跃状态的多个用户同时向网关发送导频和数据，以此来实现低时延和低成本的目的。在该场景下的，用户设备根据与网关之间的距离采用不同扩频因子SF的chirp扩频信号进行发送，且靠近网关的用户设备选择最小的扩频因子SF来达到最高的数据率进行信息传输，远离网关的用户选择较大的SF，对应较低的数据速率进行信息传输来保证可靠性，以体现传输数据速率和可靠性的一个折中，除此之外，用户也可以根据自身需求随机的更改每次传输信号的扩频因子SF。

在采用chirp扩频信号的系统中，现有的大部分研究都是在网关对SF已知的条件下，描述如何将采用相同扩频因子SF的多路并行传输信号进行分离，比如在InternationalConference on Computer Communications会议上发表的Pyramid:Real-Time LoRaCollision Decoding with Peak Tracking和Online Concurrent Transmissions atLoRa Gateway两篇论文。除此之外，还有在网关对SF已知的情况下利用chirp信号的捕获效应，将采用不同扩频因子SF的chirp信号进行分离，比如在JOURNAL OF COMMUNICATIONSAND NETWORKS上发表的A Novel MAC Protocol Exploiting Concurrent Transmissionsfor Massive LoRa Connectivity。但是在实际应用中，多个用户终端是根据自身的需求随机选择不同扩频因子SF的chirp扩频信号进行传输，而网关对于发射终端的用户采用了哪些扩频因子SF是未知的。因而当多路并行传输信号到达网关时，需要先检测出用户端发送信号中可能存在的扩频因子SF，才可以利用现有的技术将不同用户的扩频信号进行分离，而目前尚无有对扩频因子SF的检测方法，因此网关无法对接收信号进行解调，也就不能利用解调后chirp信号的单频特性实现对不同用户的发送信号分离，使得chirp扩频信号在实际应用中受限。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种多路线性扩频信号在并行传输下的扩频因子SF检测方法，以使chirp扩频信号在实际场景中得到更广泛的应用。

为实现上述目的，本发明的技术方案包括如下：