發(fā)布時間：2020-07-15 08:18

【摘要】：隨著信息與通信技術的飛速發(fā)展,現如今,通信需求已經從人與人之間轉向為人與人、人與物以及物與物之間的全面互聯互通,無處不在的物聯網通信時代即將到來。作為一個可能會引發(fā)信息技術領域新一輪革命的關鍵技術,物聯網已經引起了科研學者極大的關注。因此為了滿足物聯網通信的業(yè)務需求,低功耗廣域網這個概念被提出并迅速發(fā)展起來,擁有非常廣闊的市場前景。在眾多低功耗廣域網技術中,LoRa是其中一種發(fā)展相對較快的通信技術。LoRa調制信號是線性調頻類信號,在頻域中能量是擴散的,而在分數傅里葉變換域卻是能量聚集的,因此適合在分數傅里葉變換域進行分析和處理。鑒于此,本文基于分數傅里葉變換對LoRa調制與解調進行了研究,得到的主要結果可以歸結為以下幾個方面:首先,在分析線性調頻信號頻譜特性的基礎上揭示了LoRa信息調制的機理,進而又分析了LoRa調制信號的時頻特征。基于此,對LoRa的接收信號處理方法進行了歸納總結,闡明了LoRa解調的原理,并通過數值仿真驗證了調制與解調方法的理論分析的結果以及誤碼率性能分析。其次,分析了線性調頻信號在分數傅里葉變換域的譜特征,得到了任意角度下線性調頻信號的分數傅里葉變換的閉合解,并以此建立了基于分數傅里葉變換的LoRa調制與解調的原理。提出了基于分數域的LoRa調制與解調方法,并對其進行了理論上的推導與仿真驗證。將基于分數域的LoRa解調方式與傳統(tǒng)LoRa解調方式相對比,所提方法能夠利用線性調頻信號在分數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,并對這一結論進行了仿真分析。此外,考慮到未來物聯網業(yè)務將會呈現出從由以低速率為主轉向低速率、中速率、高速率共存的趨勢,提出了能夠支持更高速率的基于分數傅里葉變換的線性調頻多載波LoRa調制與解調方法,并對其建立了系統(tǒng)模型,給出了相應的理論分析與數學上的結論推導,并通過仿真分析對理論結果與系統(tǒng)的性能進行了驗證。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TP393.2;TN929.5;TP391.44
【圖文】：

夠進行大規(guī)模組網連接，并且能夠進行擴展應用。對 LoRa 中的兩個不同的層進行了定義，包括 Loa 物理層。推出的 LoRa WAN 協(xié)議是一種 LPWAN 標準，它是層的協(xié)議標準，它能夠為電池供電的設備提供低功AN 規(guī)定了應用 LoRa 的一些核心需求，例如電池供、移動通信與位置定位等服務。LoRaWAN 協(xié)議能完美互操作性，而不需要復雜的本地實現。LoRa構實現了 LoRa 網絡。LoRa 架構的結構可以分為后部分包括存儲從傳感器接收到的信息的網絡服務器設備節(jié)點組成，網關模塊充當終端設備節(jié)點和網絡服務器與網關模塊之間的信息通過 IP 連接發(fā)送數功能，消息通過單跳機制直接發(fā)送到網關集中器。壽命，設備通過自適應數據速率（ADR）機制管理率。LoRa 體系結構如圖 1-1 所示。

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文 EP2763321（歐洲、2013），US7791415（美國、使用了線性調頻擴頻技術，將傳輸信息經過線性對于遠距離傳輸具有很高的魯棒性。而且在運用，可以通過改變幾個參數來適用于不同的需求，寬等，通過定義這些參數可以影響通信范圍、比性、糾錯能力以及編碼的易用性。頻因子是以 2 為基底的對數，能決定每個符號擴用較高的擴頻因子時，比特率會越低，傳輸一個要在編碼率和通信范圍之間進行權衡選擇，采用是正交的，因此一個接收機就可以同時接收通過子的信號。通過對不同擴頻因子 SF 的 LoRa 信號 LoRa 信號的傳輸時間的關系，如圖 1-2 所示。

2dt頻信號的頻率隨時間變化函數是一條直線，0f (t ) t f斜率，0f 為初始頻率，且 是一個非 0 常數202,( )= 2 20, 其他 j t j f tT Te tc t 據線性調頻信號瞬時頻率的邊界范圍將其掃號定義，帶寬、持續(xù)時間以及調頻斜率有如B t信號的頻率隨時間變化而增大時，即 0時為 up-Chirp；當線性調頻信號的頻率隨時間頻信號為降線性調頻，稱為 down-Chirp。升的頻率隨時間變化關系以及時域波形如圖 10up-chirp頻率隨時間變化10down-chirp頻率隨時間變化

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本文編號：2756233