高斯信道下针对LoRa调制的信噪比估计改进算法

信噪比是LoRa自适应网络中实现发射参数准确自适应调节的重要标准,为了增加LoRa调制下信噪比估计的准确性和稳定性,在基于谱分析的信噪比估计算法的基础上,根据LoRa调制解调的特点,提出了一种针对LoRa调制的信噪比估计改进算法。在高斯信道下,利用LoRa解调频谱峰值代表接收信号、其他谱线与噪声具有相关性的特点,定义了信噪比估计参数r,并通过实验确定了不同SF值时信噪比估计参数r与信噪比之间的经验公式,从而准确估计信噪比。仿真结果表明,在最好的情况下改进算法能够准确估计的信噪比提高了-5 dB,以2 dB为标准改进算法的均方根误差能够达到时的信噪比提升了-14 dB,因此与基于谱分析的信噪比估计算法相比,改进算法具有更高的准确性和稳定性。

基于LoRa的卫星物联网系统接收机同步与非相干软解调方案

LoRa(Long Range)技术是一种改进的高阶啁啾扩频(Chirp Spread Spectrum,CSS)调制技术,如今已经成为了地面物联网(Internet of Things,IoT)的主流调制技术之一.不同于地面物联网,卫星IoT将会实现全球范围内的无缝覆盖,但其通信距离遥远和高速移动使得接收机通常工作在极低信噪比下并面临较大时延和多普勒频移.鉴于此,本文将LoRa技术应用到卫星IoT系统中并研究相应的接收机同步与非相干软解调方案.首先给出了卫星IoT上行链路的系统模型和数据帧结构.接着根据LoRa信号的特点,设计了一种联合时延与多普勒频移估计方案.为了进一步消除相偏和其他残留项的影响以及考虑采用基于软判决译码的编码方案,又设计了一种低复杂度的非相干软解调算法.仿真结果表明基于所提同步方案和软解调算法的turbo-LoRa系统可以在极低信噪比和较小导频开销下获得接近于理想情况的误码性能,且在BER=10-5下优于Hamming-LoRa系统3 dB.

基于二元指数后退算法的LoRaWAN协议

通过对LoRaWAN协议信道接入过程进行分析,发现其在网络负载大的情况下数据传输成功率较低。考虑到提高传输成功率能够有效减少终端重传的次数,降低功耗从而延长终端寿命,因此将LoRaWAN协议与二元指数后退算法相结合,提出一种改进协议。采用简单状态机描述原始协议和改进协议的数据传输过程,并利用概率分析进行数学建模。基于MATLAB的仿真结果表明,改进协议能够有效提升网络传输成功率,虽然网络平均延时相应增加,但可通过增大带宽补偿此方面不足。

LoRa物理层和MAC层技术综述

为了更好地研究LoRa无线通信技术,从LoRa协议标准入手,结合参考资料,总结了LoRa的网络层次和基础架构,并对其MAC层和物理层进行了深入分析。对于物理层,首先给出了LoRa物理层参数,然后从线性调频扩频技术入手,介绍了LoRa调制技术,分析具体实现过程。对于MAC层,介绍了LoRa帧结构,LoRa的3种终端模式,以及终端接入网络过程和主要的MAC commands。

基于PIC24的户用水表无线远传抄表装置的设计

农村等偏远山区用户分散居住,水表抄收都采用人工方式,为了解决上述问题,设计了一种基于PIC24单片机的户用水表的低功耗无线抄表装置。装置通过霍尔传感器采集水表脉冲信号,并通过GPRS模块M35把4路水表数据传送给水务监控部门。装置同时接收监控部门的命令,完成对现场阀门等相关参数的远程控制,现场也可以通过无线LoRa模块SX1278完成校表、校时等基本参数设置。装置采用电池供电,低功耗、低成本、高可靠性,实现了偏远地区户用水表的无线远传抄表,大大提高了水务管理部门的管理水平,具有广阔的应用前景。

基于SX1278的水表端无线抄表控制器

介绍了一种水表无线抄表控制器的设计方法。设计通过SX1278的LORA调制技术,具有信号强高、传输距离远、功耗低、可靠性高等优点,实现了对水表远程集中管理和控制。

一种容量可调的多并发反向散射通信系统设计

随着物联网应用场景及规模的不断扩大,现有的物联网设备无法满足高速率、远距离及低功耗等需求。文中利用不同频率循环移位的LoRa调制信号间的正交性结合OOK调制技术,在433MHz频段搭建适用于工业电力应用场景的多标签并发的低功耗反向散射通信系统。在此基础上利用在数字域生成啁啾信号时的相位量化特性,实现一种容量可调的多并发反向散射通信系统,进一步提高系统灵活性。

远程无线低功耗收发控制器设计

本文采用Sx1278专供的LoRa扩频通信技术研发远程无线低功耗射频传输模块,实现射频IC的低功耗远程无线传输的功能。此外,对低耗MCU处理器STM32L151CBT6、高加速灵敏度晶振NX2520SA、声表面波滤波器DCC6C等做了更为合理的设计,使其可工作于频率为433MHz上的远程无线低功耗、零失误通信。实验结果表明本设计耗能最低可维持在11.8mW,工作射频状态下的功耗为400mW,接受状态下的功耗是90mW,其灵敏度可维持在-127dBm。