[发明专利]无线数据通信方法及装置

说明书

本发明适用于通信技术领域，提供了一种无线数据通信方法及装置，所述方法包括：生成前导符号的序列集合，其中，前导符号序列集合包括粗同步信号和精同步信号；对需要发送的数字信号进行调制以产生调制信号，并在调制信号之前插入前导符号序列集合以形成发射信号；对接收信号进行粗同步和精同步处理，获取接收信号的定时偏差、载波频率偏差和载波相位，根据接收信号的定时偏差和载波频率偏差对接收信号进行定时恢复补偿处理，并根据载波频率偏差和载波相位对经过所述定时恢复补偿处理后的接收信号进行载波恢复。本发明基于Chirp对接收的信号先进行粗同步检测，再进一步的进行精同步检测，从而使得该方法在低SNR的工作条件下能有效的捕获信号。

技术领域

本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种无线数据通信方法及装置。

背景技术

无线低功耗广域网络是一种为了满足物联网需求应运而生的远距离无线通信技术，这一通信技术要求设备具备低的接收灵敏度，以及设备能够在低功耗、低成本的状态下工作。

根据香农定理，降低通信业务速率是改善接收灵敏度最直接有效的手段，当不考虑扩频和FEC等其它开销时，通过降低物理层符号速率可同时有效降低业务速率，但过度降低物理层符号速率会带来信号有效带宽Bw的下降，这可能会受到应用环境电磁频谱监管以及收发设备间载波频率偏差的限制。此外，通过扩频可以在不降低系统物理层符号速率的条件下，继续降低有效业务速率；但扩频会导致接收机系统带宽内解调门限SNR的降低，而现有的通信系统对于低SNR的工作条件下不能快速有效的捕获信号。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了无线数据通信方法及装置，以解决现有技术中在低SNR的工作条件下不能快速有效的捕获信号的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种无线数据通信方法，包括：包括信号发送和信号接收；

生成前导符号的序列集合，其中，前导符号序列集合包括粗同步信号和精同步信号；

对需要发送的数字信号进行调制以产生调制信号，并在调制信号之前插入前导符号的序列集合以形成发射信号；

对发射信号进行接收，并对所述接收信号进行粗同步和精同步处理，获取所述接收信号的定时偏差、载波频率偏差和载波相位；

根据所述接收信号的定时偏差和载波频率偏差对所述接收信号进行定时恢复补偿处理，并根据载波频率偏差和载波相位对经过所述定时恢复补偿处理后的接收信号进行载波恢复。

可选的，所述粗同步信号包括一至多个连续的正向线性调频脉冲信号和反向线性调频脉冲信号；所述精同步信号包括具有自相关特性的同步信号；

所述对接收信号进行粗同步处理包括：将接收到的线性调频脉冲信号与本地参考信号的共轭信号相乘，计算相乘后的乘积信号的功率谱，根据功率谱的最大峰值位置对载波频率偏差和前导符号起始边界的定时进行粗估计；

所述对接收信号进行精同步处理包括：将待检测信号进行粗同步信息补偿后与精同步信号做相关运算，在检测到有效能量时，根据搜索到的时域和频域的偏差确定接收信号的载波频率的偏差和符号的定时，根据有效能量输出所对应的累计复数结果的相位信息确定接收信号的载波相位。

可选的，所述根据载波频率偏差和载波相位对经过所述定时恢复补偿处理后的接收信号进行载波恢复包括，

根据接收到的载波频率偏差和载波相位对环路滤波输出信号进行积分处理得到输出相位；

根据输出相位对接收信号进行相位补偿，将得到的相位补偿信号进行输出，同时对相位补偿后信号的相位偏差进行鉴相处理，得到相位差的估计；

对相位差的估计值进行滤波处理得到环路滤波输出信号。

可选的，在所述对需要发送的数字信号进行调制之前，还包括：通过比特数据冗余的方式对需要发送的数字信号进行扩频处理；