[发明专利]一种线性调频扩频调制技术的软解调方法

说明书

本发明提供一种线性调频扩频调制技术的软解调方法，包括FFT变换处理以及正交二分峰差软解调，其中所述正交二分峰差软解调过程为：S1、分别找出变换结果中第i比特位为0的第一符号下标集合以及第i＝0比特位为1的第二符号下标集合；S2、根据第一符号下标集合对应的所有幅值中的第一最大幅值以及第二符号下标集合对应的所有幅值中的第二最大幅值，确定解调后的第i比特位的软信息；S3、从i＝0开始，递增i并重复进行步骤S1、S2，直到遍历完所有比特位。本发明的有益效果：解决了以Turbo码、LDPC码、Polar码等代替LoRa中的汉明码时在译码过程中需要软信息的问题；为Turbo+CSS、LDPC+CSS、Polar+CSS等物理层方案提供级联条件，构造出一系列增强型LoRa通信系统，大大提高了LoRa的通信能力。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种线性调频扩频调制技术的软解调方法。

背景技术

LoRa是目前最热门远距离通信技术之一，其通信距离在空对空情况下最大可达十几公里；LoRa能实现远距离传输的原因在于其优秀的通信物理层设计。Semtech公司在2014年申请的专利文件(US20140219329A)中公开了，LoRa物理层采用了汉明码、格雷码、对角线交织、加扰和线性调频扩频调制(Chirp Spread Spetrum，CSS)等多种技术，与传统的通信系统采用调幅、调相或调频等不一样的是，LoRa采用了CSS技术，并结合前向纠错技术和交织技术，大大改善了其接收机灵敏度。根据Semtech公司研发的SX1278芯片的说明手册，LoRa收发灵敏度达到了-148dBm，相较于业界其他先进水平的Sub-GHz芯片，最高接收机灵敏度改善了20dB以上，因此大大延长了通信距离。但上述超高灵敏度是基于高斯信道测试得到，在衰落信道下，LoRa性能会急剧下降。而LoRa在衰落信道下性能的恶化对LoRa在城市环境下的通信距离性能影响很大，据实际测试，LoRa在开阔的郊区环境下，通信距离可达到十几公里，但在建筑物相对密集的城市环境中，通信距离会急剧下降至1-2公里。

目前，LoRa采用的信道编码方式为汉明码，其码率只有4/8、4/7、4/6、4/5一共四种选择，其中，当码率为4/8和4/7时，汉明码最多只能纠正1比特错误，而当码率为4/6和4/5时，汉明码没有纠错能力，只能检测错误。在城区环境中，通信信道容易受到其他无线通信设备的干扰，同时，由于城市建筑物、树木等遮挡物较多，通信时的多径效应明显，接收机解调时经常出现大量连续突发错误，使得LoRa的纠错模块“失效”，严重影响通信性能。因此，可以从信道编码方式上改善LoRa在衰落信道下的通信性能。

为提高LoRa在衰落信道下的通信性能，可以考虑采用Turbo码、LDPC码或者Polar码等纠错性能更好的信道编码方式，但这些信道编码在译码时均需要CSS解调模块提供软信息，而不是目前LoRa硬解调输出的非0即1的硬信息。

发明内容

有鉴于此，本发明针对CSS调制技术提供了一种正交二分峰差(OrthogonalDichotomy Peak Subtraction，ODPS)软解调方法，利用所述方法，CSS解调模块能直接与Turbo码、LDPC码或者Polar码级联，并提供可供迭代译码的软信息，从而提高了LoRa在衰落信道下的通信距离。

本发明提供一种线性调频扩频调制技术的软解调方法，包括FFT变换处理以及正交二分峰差软解调，其中：