[发明专利]LoRa多符号速率的接收处理方法

说明书

本发明提出了LoRa多符号速率的接收处理方法。方法按照以下步骤进行处理：待发送数据的LoRa节点使用任意扩频因子，将信源数据经过LoRa扩频调制后发到空口。待接收数据的LoRa节点初始化扩频因子为7，持续监测空口RSSI信号强度，一旦RSSI超过门限值，则认为空口有LoRa数据。一旦检测到有效数据，则采用CAD信道检测方法来检测当前扩频因子下是否有LoRa数据帧前导码，如果检测到有效前导码，则进入接收模式，将完整数据接收下来；如果未检测到有效前导码，则切换到下一个扩频因子，继续检测此符号速率下的空口是否有有效前导码。通过在不同扩频因子下前导码快速检测及切换，实现不同符号速率的LoRa数据的接收。

技术领域

本发明提出了一种LoRa多符号速率的接收处理方法，涉及物联网、低功耗广域网络领域。

背景技术

LoRa是LPWAN通信技术中的一种，是Semtech公司基于CSS扩频技术开发的超远距离无线传输方案。这一方案改变了以往关于传输距离与功耗的折衷考虑方式，为用户提供一种简单的能实现远距离、长电池寿命、大容量的系统。截至2018年1月，根据LoRa联盟官网介绍(https://www.lora-alliance.org/)，全球已有包括中国在内的67个公开部署LoRaWAN网络的国家。

目前LoRa传输方案均使用Semtech的LoRa传输芯片，国内使用量最大的为SX1278芯片(https://www.semtech.com/uploads/documents/sx1276.pdf)。

LoRa扩频调制技术采用多个信息码片来代表有效负载信息的每个位。扩频信息的发送速度称为符号速率（Rs），而码片速率与标称符号速率之间的比值即为扩频因子，其表示每个信息位发送的符号数量。在章节《4.1.1.2. Spreading Factor》中有LoRa扩频因子的详细定义。

The spread spectrum LoRa^TM modulation is performed by representingeach bit of payload information by multiple chips of information. The rate atwhich the spread information is sent is referred to as the symbol rate (Rs),the ratio between the nominal symbol rate and chip rate is the spreadingfactor and represents the number of symbols sent per bit of information。

从LoRa芯片手册的介绍，可以看到，因为不同扩频因子(SpreadingFactor)之间为正交关系，发送端使用一个扩频因子发送数据时，接收端必须配置为相同的扩频因子，双方使用相同的扩频因子，即相同的符号速率才能接收到相应数据。由此，LoRa自组网应用中需要约定好通讯的符号速率，整个网络的节点都在相同符号速率下进行通信。

中国发明专利申请《CN 106385303 A》以及《CN 106255137 A》分别公开了提升LoRa网络通信速率的方法，其基础的节点通信建立方法是通过不同速率从低到高调整，不停试探，确认可用速率，从而建立通信连接。此类通信方案效率不高，本发明提供一种无需预知当前符号速率即可进行正常通信的多符号速率通信方法。

另外，Semtech提供了SX1301的LoRaWAN基站方案(https://www.semtech.com/products/wireless-rf/lora-gateways/SX1301)，可同时接收不同符号速率的LoRa数据，但基站方案成本过于高昂(目前价格约为SX127X芯片的100倍)，对于大部分应用资源也过于庞大。

发明内容