[发明专利]一种移频啁啾扩频指数的调制与解调方法

说明书

本发明公开了一种移频啁啾扩频指数的调制与解调方法，该方法将多个啁啾信号叠加在一起的方式作为发射信号，且同时发射多个啁啾信号；啁啾信号的数量在不超过可调制符号总数的一半时，啁啾信号叠加的越多，数据速率提升的越高，通过同时发射多个啁啾信号以提高数据传输速率。在不改变SF的情况下，用同样的资源，调制更多的信息，以提高数据传输速率，增强通信性能。

技术领域

本发明涉及频移啁啾调制技术领域，特别涉及一种移频啁啾扩频指数的调制与解调方法。

背景技术

LoRa是目前最热门的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通信技术的通信距离远，得益于其优秀的物理层设计。根据Semtech公司SX1278官方芯片手册和LoRaWAN协议规范以及文献[1]对LoRa的物理层介绍可知，LoRa物理层采用加扰、汉明码、交织器、格雷码以及频移啁啾调制(Frequency Shift ChirpModulation，FSCM)技术。

LoRa采用的FSCM技术属于线性调频扩频(Chirp Spread Spectrum，CSS)调制技术的一种。CSS调制技术具有很好的抗干扰和抗衰落特性，由于其对频率不敏感，同时也具有很好的抗多普勒特性^[2]，引起了国内外学者和产业界的广泛关注。

文献“T.Elshabrawy and J.Robert,“Interleaved Chirp Spreading LoRa-Based Modulation,”in IEEE Internet of Things Journal,vol.6,no.2,pp.3855-3863,Apr.2019”提出了一种基于LoRa的交错啁啾调制的方法，以名义上的LoRa啁啾信号的交错构成了一个新的多维空间，目的是在每个传输的ICS-LoRa符号中额外地增加一个比特，以提高容量有限的LoRa网络的数据速率。文献“M.Hanif and H.H.Nguyen,“Slope-ShiftKeying LoRa-Based Modulation,”in IEEE Internet of Things Journal,vol.8,no.1,pp.211-221,Jan.2021.”提出一种斜坡键控调制技术，利用线性变频下啁啾及其循环位移来生成第二组标准正交基函数，通过在现有的LoRa系统基础上增加一组新的标准正交基函数，来提高传统LoRa系统的可实现数据率。

但是上述这些方法数据传输速率提升有限，和标准LoRa相比都只是提高了一个比特数据，对于可用的最小扩频因子(SF＝7)，提升仅为14％。由于物联网应用需求的多变性，很多场景需要传输视频、图像等高速率数据流，而且无线传感网络的吞吐量易受碰撞、干扰的影响而急剧下降，在物理层上支持更高速率的通信方法。

鉴于此，需要一种移频啁啾扩频指数的调制与解调方法。

发明内容

本发明实施例提供了一种移频啁啾扩频指数的调制与解调方法，以至少解决相关技术中数据传输速率不高的技术问题。

根据本发明实施例的一方面，提供了一种移频啁啾扩频指数的调制方法，包括：

将多个啁啾信号叠加在一起的方式作为发射信号，且同时发射多个啁啾信号；啁啾信号的数量在不超过可调制符号总数的一半时，啁啾信号叠加的越多，数据速率提升的越高。

可选地，所述发射信号的表达式为：

上式中，s_m[n]为m个啁啾信号组成得到的发射信号，m∈[0,2^Λ-1]，I_m表示不同chirp组合的索引，n＝0,1,...,M-1，M，M是FSCSS调制正交啁啾的数量，x_l[n]为正交啁啾信号。