[发明专利]一种基于分数傅里叶变换的线性调频多载波调制与解调方法

说明书

本发明是一种基于分数傅里叶变换的线性调频多载波调制与解调方法。所述方法为对要传输的二进制信息比特流进行数据转换得到N路并行十进制信息数据；将N路并行十进制信息数据调制到数字线性调频多载波信号上；对调制后的数字线性调频多载波信号做D/A转换，得到连续的线性调频多载波信号，将连续的线性调频多载波信号经射频发射机进行发送；射频接收机接收线性调频多载波信号信，对接收到的信号做A/D转换，再对得到的离散分数傅里叶变换谱进行峰值检测，并根据检测结果做离散线性调频多载波解调，得到十进制信息数据；将得到的十进制信息数据转换成二进制信息比特流，完成了数据的接收。

技术领域

本发明涉及低功耗广域网通信技术领域，是一种基于分数傅里叶变换的线性调频多载波调制与解调方法。

背景技术

物联网(Internet of Things,IoT)是新一代信息技术的重要组成部分，被视为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。IoT将人类生存的物理世界网络化、信息化，将分离的物理世界和信息空间互联整合，并进行信息的交换和通信，从而实现智能化识别、定位、跟踪、监测、控制和管理，极大地推动了智能交通、智能家居、智慧医疗以及智慧物流等行业的快速发展，成为社会发展的重要动力，由此可能引发新一轮的工业革命。

近年来，IoT发展迅速，世界万物都可以通过互通互联，包括一些高速率业务(如图像、音频、视频等)和一些低速率业务(如物流监控、环境监测、抄表类业务等)，其中低速率业务占了绝大部分。在IoT不断发展的同时，IoT通信技术也日趋成熟，其中低功耗广域网(Low Power Wide Area Network,LPWAN)通信技术的发展尤其明显。根据所使用的无线电频段的性质，LPWAN通信技术可以分成两大类：第一类是工作在授权频段技术，其中代表就是窄带物联网(Narrowband IoT,NB-IoT)技术；第二类是工作在非授权频段技术，代表是远距离(Long Range,LoRa)调制技术。NB-IoT采用正弦信号作为载波，针对IoT业务的特点，它提供两种通信模式：Single-Tone和Multi-Tone。前者支持一个用户使用一个正弦载波，适合低速IoT应用；后者支持一个用户使用多个正弦载波，可以提供更高速率业务的需求。LoRa是以线性调频信号作为载波，利用线性调频信号的起始频率调制信息，仅支持一个用户使用一个线性调频载波，适用于低速率IoT业务传输。随着IoT对行业的不断渗透，IoT业务类型将会由以低速率为主转向低速率、中速率、高速率共存。作为工作在非授权频段的主流LPWAN通信技术，使LoRa能够支持更高速率的IoT终端设备将会是未来发展趋势之一。

发明内容

本发明为克服LoRa现有通信模式只适合低速率IoT传输业务的局限，本发明提供了一种基于分数傅里叶变换的线性调频多载波调制与解调方法，本发明提供了以下技术方案：

一种基于分数傅里叶变换的线性调频多载波调制与解调方法，包括以下步骤：

步骤1：对要传输的二进制信息比特流进行数据转换，得到N路并行十进制信息数据；

步骤2：将N路并行十进制信息数据调制到N路数字线性调频多载波信号上；

步骤3：对调制后的数字线性调频多载波信号做D/A转换，得到连续的线性调频多载波信号，通过射频发射机将连续的线性调频多载波信号发送出去；

步骤4：射频接收机接收线性调频多载波信号，对接收到的信号做A/D转换，得到离散线性调频多载波信号；

步骤5：对离散线性调频多载波信号做离散分数傅里叶变换，得到离散分数傅里叶变换谱，再对得到的离散分数傅里叶变换谱进行峰值检测，并根据峰值检测结果做离散线性调频多载波解调，得到十进制信息数据；

步骤6：将得到的十进制信息数据转换成二进制比特流，完成了数据的接收。