發(fā)布時(shí)間：2020-07-15 08:18

【摘要】：隨著信息與通信技術(shù)的飛速發(fā)展,現(xiàn)如今,通信需求已經(jīng)從人與人之間轉(zhuǎn)向?yàn)槿伺c人、人與物以及物與物之間的全面互聯(lián)互通,無(wú)處不在的物聯(lián)網(wǎng)通信時(shí)代即將到來(lái)。作為一個(gè)可能會(huì)引發(fā)信息技術(shù)領(lǐng)域新一輪革命的關(guān)鍵技術(shù),物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)引起了科研學(xué)者極大的關(guān)注。因此為了滿足物聯(lián)網(wǎng)通信的業(yè)務(wù)需求,低功耗廣域網(wǎng)這個(gè)概念被提出并迅速發(fā)展起來(lái),擁有非常廣闊的市場(chǎng)前景。在眾多低功耗廣域網(wǎng)技術(shù)中,LoRa是其中一種發(fā)展相對(duì)較快的通信技術(shù)。LoRa調(diào)制信號(hào)是線性調(diào)頻類信號(hào),在頻域中能量是擴(kuò)散的,而在分?jǐn)?shù)傅里葉變換域卻是能量聚集的,因此適合在分?jǐn)?shù)傅里葉變換域進(jìn)行分析和處理。鑒于此,本文基于分?jǐn)?shù)傅里葉變換對(duì)LoRa調(diào)制與解調(diào)進(jìn)行了研究,得到的主要結(jié)果可以歸結(jié)為以下幾個(gè)方面:首先,在分析線性調(diào)頻信號(hào)頻譜特性的基礎(chǔ)上揭示了LoRa信息調(diào)制的機(jī)理,進(jìn)而又分析了LoRa調(diào)制信號(hào)的時(shí)頻特征�；诖�,對(duì)LoRa的接收信號(hào)處理方法進(jìn)行了歸納總結(jié),闡明了LoRa解調(diào)的原理,并通過(guò)數(shù)值仿真驗(yàn)證了調(diào)制與解調(diào)方法的理論分析的結(jié)果以及誤碼率性能分析。其次,分析了線性調(diào)頻信號(hào)在分?jǐn)?shù)傅里葉變換域的譜特征,得到了任意角度下線性調(diào)頻信號(hào)的分?jǐn)?shù)傅里葉變換的閉合解,并以此建立了基于分?jǐn)?shù)傅里葉變換的LoRa調(diào)制與解調(diào)的原理。提出了基于分?jǐn)?shù)域的LoRa調(diào)制與解調(diào)方法,并對(duì)其進(jìn)行了理論上的推導(dǎo)與仿真驗(yàn)證。將基于分?jǐn)?shù)域的LoRa解調(diào)方式與傳統(tǒng)LoRa解調(diào)方式相對(duì)比,所提方法能夠利用線性調(diào)頻信號(hào)在分?jǐn)?shù)傅里葉變換域的聚集特性更好地抑制噪聲,有利于系統(tǒng)誤碼性能的提升,并對(duì)這一結(jié)論進(jìn)行了仿真分析。此外,考慮到未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)將會(huì)呈現(xiàn)出從由以低速率為主轉(zhuǎn)向低速率、中速率、高速率共存的趨勢(shì),提出了能夠支持更高速率的基于分?jǐn)?shù)傅里葉變換的線性調(diào)頻多載波LoRa調(diào)制與解調(diào)方法,并對(duì)其建立了系統(tǒng)模型,給出了相應(yīng)的理論分析與數(shù)學(xué)上的結(jié)論推導(dǎo),并通過(guò)仿真分析對(duì)理論結(jié)果與系統(tǒng)的性能進(jìn)行了驗(yàn)證。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP393.2;TN929.5;TP391.44
【圖文】：

夠進(jìn)行大規(guī)模組網(wǎng)連接，并且能夠進(jìn)行擴(kuò)展應(yīng)用。對(duì) LoRa 中的兩個(gè)不同的層進(jìn)行了定義，包括 Loa 物理層。推出的 LoRa WAN 協(xié)議是一種 LPWAN 標(biāo)準(zhǔn)，它是層的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，它能夠?yàn)殡姵毓╇姷脑O(shè)備提供低功AN 規(guī)定了應(yīng)用 LoRa 的一些核心需求，例如電池供、移動(dòng)通信與位置定位等服務(wù)。LoRaWAN 協(xié)議能完美互操作性，而不需要復(fù)雜的本地實(shí)現(xiàn)。LoRa構(gòu)實(shí)現(xiàn)了 LoRa 網(wǎng)絡(luò)。LoRa 架構(gòu)的結(jié)構(gòu)可以分為后部分包括存儲(chǔ)從傳感器接收到的信息的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器設(shè)備節(jié)點(diǎn)組成，網(wǎng)關(guān)模塊充當(dāng)終端設(shè)備節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器與網(wǎng)關(guān)模塊之間的信息通過(guò) IP 連接發(fā)送數(shù)功能，消息通過(guò)單跳機(jī)制直接發(fā)送到網(wǎng)關(guān)集中器。壽命，設(shè)備通過(guò)自適應(yīng)數(shù)據(jù)速率（ADR）機(jī)制管理率。LoRa 體系結(jié)構(gòu)如圖 1-1 所示。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 EP2763321（歐洲、2013），US7791415（美國(guó)、使用了線性調(diào)頻擴(kuò)頻技術(shù)，將傳輸信息經(jīng)過(guò)線性對(duì)于遠(yuǎn)距離傳輸具有很高的魯棒性。而且在運(yùn)用，可以通過(guò)改變幾個(gè)參數(shù)來(lái)適用于不同的需求，寬等，通過(guò)定義這些參數(shù)可以影響通信范圍、比性、糾錯(cuò)能力以及編碼的易用性。頻因子是以 2 為基底的對(duì)數(shù)，能決定每個(gè)符號(hào)擴(kuò)用較高的擴(kuò)頻因子時(shí)，比特率會(huì)越低，傳輸一個(gè)要在編碼率和通信范圍之間進(jìn)行權(quán)衡選擇，采用是正交的，因此一個(gè)接收機(jī)就可以同時(shí)接收通過(guò)子的信號(hào)。通過(guò)對(duì)不同擴(kuò)頻因子 SF 的 LoRa 信號(hào) LoRa 信號(hào)的傳輸時(shí)間的關(guān)系，如圖 1-2 所示。

2dt頻信號(hào)的頻率隨時(shí)間變化函數(shù)是一條直線，0f (t ) t f斜率，0f 為初始頻率，且 是一個(gè)非 0 常數(shù)202,( )= 2 20, 其他 j t j f tT Te tc t 據(jù)線性調(diào)頻信號(hào)瞬時(shí)頻率的邊界范圍將其掃號(hào)定義，帶寬、持續(xù)時(shí)間以及調(diào)頻斜率有如B t信號(hào)的頻率隨時(shí)間變化而增大時(shí)，即 0時(shí)為 up-Chirp；當(dāng)線性調(diào)頻信號(hào)的頻率隨時(shí)間頻信號(hào)為降線性調(diào)頻，稱為 down-Chirp。升的頻率隨時(shí)間變化關(guān)系以及時(shí)域波形如圖 10up-chirp頻率隨時(shí)間變化10down-chirp頻率隨時(shí)間變化

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9 楊虎,李萬(wàn)松;分?jǐn)?shù)傅里葉變換的無(wú)透鏡光學(xué)實(shí)現(xiàn)[J];激光雜志;1999年01期

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