[發明專利]一種用于IEEE802.15.4的信號波形檢測方法

在審

• 申請號: 201710060570.3
• 申請日: 2017-01-25
• 公開（公告）號: CN106911602A
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發明（設計）人: 張高遠;王斐;王龍業;曾曉莉;文紅;吳紅海;謝萍;王丹;宋梁;冀保峰;鄭國強;馬華紅;黃利鵬;朱子龍;劉葉;秦麗明;汪莎莎
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: H04L27/00
• 分類號: H04L27/00;H04L27/26
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙)41120
• 代理人: 宋晨煒

1.一種用于IEEE802.15.4的信號波形檢測方法，發送端物理層的數據幀經過擴頻和BPSK調制之后經信道傳輸給接收端，數據幀包括32個比特的前導碼和物理層服務數據單元PSDU；接收端接收到的復基帶采樣信號表示為其中s(k)為待檢測的發送數據，s(k)∈{+1,-1}，ω₀＝2πf₀,f₀和θ分別為頻率偏移和相位偏移，在整個數據幀中保持不變，T_c表示擴頻碼碼片周期，η₀(k)為復基帶加性高斯白噪聲；具體的檢測過程為：

步驟一、利用32個比特的前導碼對應的信道接收數據提取包含頻率偏移信息的頻偏觀測值Y：

$\begin{array}{c}Y=\frac{1}{(J-1)N}\underset{m=1}{\overset{J-1}{\Σ}}\underset{n=0}{\overset{N-1}{\Σ}}p\[n+Nm\]\·p^{*}\[n+N(m-1)\]\\ =e^{{\mathrm{jN\ω}}_0{T}_c}+{\mathrm{\η}}_1\end{array},$

其中，J表示前導碼比特的總數量，J＝32，N表示擴頻長度，N＝15，1≤m≤J-1，0≤n≤N-1，p[n+Nm]表示前導碼的第m個比特對應的第n個碼片的信道接收值，(·)*表示取共軛運算，η₁表示所有的噪聲項；

步驟二、對PSDU對應的復基帶接收采樣信號進行比特級差分處理，得到判決觀測值A[m]：

$\begin{array}{c}A\[m\]=\underset{n=0}{\overset{N-1}{\Σ}}r\[n+Nm\]\·r^{*}\[n+N(m-1)\]\\ =\left\{\begin{array}{cc}{\mathrm{Ne}}^{{\mathrm{jN\ω}}_0{T}_c}+{\mathrm{\η}}_2\[m\],& E\[m\]=0\\ -{\mathrm{Ne}}^{{\mathrm{jN\ω}}_0{T}_c}+{\mathrm{\η}}_2\[m\].& otherwise\end{array}\right.\end{array},$

其中，r[n+Nm]表示PSDU的第m個比特對應的第n個碼片的信道接收值，η₂[m]表示所有的噪聲項，E[m]表示發送的第m個比特數據；

步驟三、利用步驟一中的頻偏觀測值Y提取頻率偏移信息，對步驟二中的A[m]進行補償后進行檢測判決：

$\hat{E}\[m\]=\left\{\begin{array}{cc}0,& \mathrm{Re}\{A\[m\]\·q\left(Y\right)\}\≥0\\ 1.& otherwise\end{array}\right.,$

其中，表示檢測判決得到的第m個比特數據，q(·)為量化函數，q(Y)具體表示為：

其中，|·|表示取模運算，表示A[m]中頻率偏移Nω₀T_c的估計值；

步驟四、檢測結束后將接收到的PSDU數據傳送給MAC層進行CRC校驗；

其特征在于：

所述步驟三中，的計算方法為：

其中，Re(·)表示取實部運算，Im(·)表示取虛部運算。