[发明专利]一种多天线物联网信息传输方法

说明书

本发明公开一种多天线物联网信息传输方法，LoRa调制信号采用时空编码方式，以两根天线发送，两根天线接收的形式传输信号，即增加了发送端和接收端的分集度、获得分集增益，能够大大改善LoRa调制信号在瑞利信道上传输的可靠性，现有的LoRa技术本身就是一个新技术，它的特点在于采用了CSS扩频调制技术以及采用可调整的扩频因子来实现自适应的数据速率，但是LoRa调制信号在进入瑞利信道后，受到瑞利衰落的影响比较明显。通过在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收，再结合LoRa传输技术的新型传输方式，从而改善通信质量，能够有效地抵抗瑞利衰落，更好地保证了传输的可靠性。

技术领域

本发明涉及低功耗广域网传输技术领域，尤指一种多天线物联网信息传输方法。

背景技术

现今，物联网正迅猛地发展，前景一片大好，同时物联网技术正悄然改变着我们的生活。

在物联网中，低功耗广域网成为比较受追捧的一项技术。低功耗广域网中包含许多种技术：LoRa、SigFox、TELESA、INGENU。SigFox采用的是UNB的调制技术，传输范围广，但网络吞吐量不足，相比于SigFox，LoRa虽然传输距离没有SigFox的广，但是其网络的吞吐量大大提高。

显然，LoRa更加具有商业价值，成为开发者所青睐的一门技术。LoRa采用了CSS调制方法，使信号在传输时更加具有鲁棒性。扩频因子的改变使LoRa拥有独一无二的特点：自适应数据速率。在长距离传输时，使用的是高扩频因子同时降低数据速率；在短距离传输时，使用的是低扩频因子同时提高数据速率。在传输过程中，自适应数据速率增大了网络的容量，使更多的数据能够在信道中传输。

不仅如此，LoRaWAN的其中一大优势就是能够实现长距离的传输，采用LoRa调制技术能够使传输距离在3km左右。LoRa使用的CSS的扩频调制方法虽然在一定程度上能够抗干扰，但经过瑞利信道之后，传输的可靠性受很大的影响。这使得LoRa在无线信道上传输时容易发生误码，从而影响LoRa在市场中的应用。因此，LoRa传输面临的问题就是如何LoRa调制信号在经过瑞利信道之后，保证其传输的可靠性。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种多天线物联网信息传输方法，LoRa调制信号采用时空编码方式，以多根天线发送，多根天线接收的形式传输信号，即增加了发送端和接收端的分集度、获得分集增益，能够大大改善LoRa调制信号在瑞利信道上传输的可靠性。

为实现上述的目的，本发明采用的技术方案为：一种多天线物联网信息传输方法，在发送端和接收端使用两根以上的天线，其传输步骤包括：

A.将所要LORA信号x进行扩频处理得到扩频信号Spread，将扩频信号Spread与upchirp信号相乘，得到需要传输的信号Tx；

B.将得到的传输信号Tx分组进行时空分组编码；

C.将进行编码后的信号加入加性高斯白噪声，并在瑞利信道上传输；

D.对步骤C得到的信号进行最大似然估计，得到信号Rx；

E.将信号Rx进行解调，得到接收信号x’。

上述方案中，将发送的调制信号x与upchirp信号进行相乘，得到扩频信号，这种扩频信号可以提高传输抗干扰性，在信道上也难以被检测；同时通过改变信号的扩频因子，能够调整LoRa信号传输的数据速率，LoRa信号的扩频因子范围为7-12。低扩频因子用于短距离的传输，传输的数据速率高；高扩频因子用于长距离传输，传输速率低。

具体地，步骤B中，将传输信号Tx进行时空分组编码的步骤如下：

b1.在Tx信号中每两个比特以的形式，分为若干个传输块；