[发明专利]低复杂性、低功率且长距的无线电接收机

说明书

提供了低复杂性、低功率且长距的无线电接收机。一种用于处理经数字啁啾扩频调制的信号的无线电接收机，所述信号包括是基础啁啾轮廓的循环时移复制品的多个频率啁啾，所述时移是被传输的消息的经编码的表示。接收机包括软解映射单元，其被适配用于在完全填充的以及部分调制集上工作，并且实现既在时域中又在频域中反向起作用的定时误差修正环路。

技术领域

本发明在实施例中与数字无线电接收机领域相关，并特别地与针对数字合成的啁啾（chirp）扩频信号的无线电接收机相关。

背景技术

欧洲专利申请EP2449690描述了在调制时使用数字合成的啁啾符号并且使用基于适当FFT的接收机的通信系统。

各种射频电路中的啁啾生成是已知的，例如US6549562描述了用于生成经调制的啁啾信号的方法，而EP0952713示出了基于啁啾信号的同步过程。

除了别的之外，US6940893和US6614853也描述了通过将脉冲信号传递通过波散滤波器来生成和使用啁啾信号，以及基于其的通信方案。

本领域中已知的其它参考文献描述了在调制时使用数字合成的啁啾符号并且使用基于适当FFT的接收机的通信系统。欧洲专利申请EP2763321除了别的之外还描述了一个这样的调制方法，其中信号的相位基本上是连续的，并且以以便允许发射机与接收机节点之间的同步以及确定它们之间的传播距离的方式将啁啾嵌入在数据帧中。该调制方案被用在Semtech公司的长距LoRa™ RF技术中，并且将在本文档的下文中简称为“LoRa”。

EP2767847涉及允许估计无线链路的端点之间的距离的LoRa协议的变体。

然而，经啁啾调制的无线电信号的处理以及预期的数字消息的重建呈现特定的技术挑战。特别存在对如下接收机的需要：所述接收机能够检测和修正在传播信道中的消息传递期间在消息中引入的误差并且将其内部时间和频率参考与传输端处的那些对齐。本发明的目的是提供能够在简单架构、低功率消耗内并利用有限的组件计数来实现这些任务并且因此能够被以低成本生产且大量部署的接收机。

发明内容

根据本发明，借助于所附权利要求的对象来实现这些目的。

附图说明

将在通过示例的方式给出和通过各图图示的实施例的描述的帮助下更好地理解本发明，在所述图中：

图1以示意性简化方式示出了根据本发明的一方面的无线电调制解调器的结构。

图2a绘制了根据本发明的一方面的基础啁啾和经调制的啁啾的瞬时频率。图2b中表示相同信号的相位，并且图2c在时域中绘制了基础啁啾的实分量和复分量。

图3示意性地表示本发明的帧中的在两个设备之间交换的数据帧的结构。

图4示意性地图示了针对接收到的信号的基带处理器180的根据本发明的可能结构。

图5示意性地图示了根据本发明的一方面的软解映射方法。

图6是定时误差的测量的函数的绘图。

具体实施方式

在欧洲专利申请EP2449690中描述了在本发明中采用的啁啾调制技术的若干方面，该申请特此被通过引用结合，并且将在此处概要地提醒该申请。在图1中示意性地表示的无线电收发机是本发明的可能实施例。该收发机包括基带部分200和射频部分100。由于本发明主要涉及接收机，因此发射机部分将仅被顺便提及：所述发射机部分包括基带调制器150，其基于在它的输入处的数字数据152而生成基带复信号。这然后被通过RF部分100转换成期望的传输频率，通过功率放大器120放大并通过天线传输。